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Angew. Chem. :具有抗衰老效能的級聯納米酶用于防治動脈粥樣硬化2023-08-29
細胞衰老是一種不可逆的細胞周期停滯狀態。內皮細胞的衰老被認為是動脈粥樣硬化形成和成熟的關鍵驅動因素。減緩內皮細胞衰老有望治療動脈粥樣硬化。

在動脈粥樣硬化斑塊微環境中,衰老細胞與活性氧(ROS)相互作用,促進疾病發展。衰老細胞中高水平的ROS導致自身抗氧化防御系統被破壞,如天然抗氧化酶SOD和GPx表達減少。這兩種抗氧化酶都已被證明具有抑制動脈粥樣硬化發展的作用。但目前臨床上還沒有相關抗衰老藥物用于動脈粥樣硬化的預防和治療。基于衰老細胞中被破壞的抗氧化防御系統以及ROS水平高的特點,南京大學魏輝教授課題組設計了一種具有抗衰老和抗氧化活性的級聯納米酶,通過補給級聯納米酶,抑制了內皮細胞衰老,清除了過量的ROS,減緩了動脈粥樣硬化斑塊的發展。該工作為動脈粥樣硬化的防治提供了新的思路和方法。

 

 

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圖1. 級聯納米酶MSe1?治療動脈粥樣硬化的作用機制示意圖

作者通過在具有SOD酶活性的MIL-53(Fe)-NO2中摻入不同量的Se(具有GPx酶活性),成功合成了整合SOD和GPx活性的級聯納米酶MSex。通過比較體外抗氧化活性、抗細胞衰老能力、細胞保護能力以及生物安全性,篩選出了最優的MSe1用于后續實驗。在體外細胞實驗中,級聯納米酶MSe1顯示出良好的抗血管內皮細胞衰老能力,以及優異的ROS清除能力。

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圖2. MSe1體外抗細胞衰老和清除ROS的能力

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圖3. MSe1體外抑制泡沫細胞形成的能力

在動脈粥樣硬化形成過程中,巨噬細胞和內皮細胞吞噬由高水平ROS誘導形成的氧化低密度脂蛋白后形成泡沫細胞,進而加速斑塊的形成。體外實驗表明,級聯納米酶MSe1可以通過抑制細胞吞噬氧化低密度脂蛋白,減少泡沫細胞的形成,有利于動脈粥樣硬化的防治。

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圖4. MSe1對ApoE-/-小鼠的治療效果

經過系統性評估MSe1級聯納米酶對于ApoE-/-小鼠動脈粥樣硬化的治療效果,結果顯示,MSe1較單一活性的Se和MIL-53(Fe)-NO2具有更好的動脈粥樣硬化的治療作用。級聯納米酶通過發揮抗細胞衰老以及抗氧化應激的能力,達到了穩定斑塊、減少衰老細胞和組織氧化應激的效果。

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圖5. 對MSe1?治療后的ApoE-/-小鼠進行抗衰老和抗氧化療效評估

文信息

Integrated Cascade Nanozymes with Antisenescence Activities for Atherosclerosis Therapy

Wanling Liu,?Yihong Zhang,?Gen Wei,?Minxuan Zhang,?Tong Li,?Quanyi Liu,?Zijun Zhou,?Yan Du,?Prof.?Dr. Hui Wei

文章的第一作者是南京大學的博士研究生劉宛靈和博士研究生張益宏。

Angewandte Chemie International Edition

DOI:?10.1002/anie.202304465

 

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