纳米抗氧化剂迅速中和超氧化物

在稻米大学开发的聚乙二醇 - 亲水性碳簇有可能通过可损害生物功能的反应性氧物种的催化转余来淬灭破坏性超氧化的过度表达。

一种新的水稻LED研究揭示了纳米颗粒如何快速中和身体细胞过表达的超氧化物，以应对损伤。

可以保护受伤者免受氧化应激引起的进一步损坏的可注射纳米颗粒已经被证明在研究其机制的测试中是惊人的。

赖斯大学的科学家，贝勒医学院和德克萨斯大学休斯顿（Uthealth）医学院设计的方法，设计了验证其2012年发现的方法，即组合聚乙二醇 - 亲水性碳簇 - 称为PEG-HCCS - 可以迅速摧毁过氧化物的过程可以在伤害后几分钟和小时内造成损伤。

测试显示，单个纳米颗粒可以快速催化成千上万的损伤反应性氧物种分子的中和，这些反应性氧物种分子响应于损伤而对身体细胞过表达，并将分子转化为氧气。这些反应性物质可以损害细胞并导致突变，但PEG-HCC似乎具有巨大的能力将它们变成较低反应性的物质。

研究人员希望在损伤之后在诸如创伤性脑损伤或中风等损伤后尽快注射PEG-HCCs，可以通过将正常的氧水平恢复到大脑的敏感性循环系统来减轻进一步的脑损伤。

结果报告了国家科学院的诉讼程序。

“有效地，它们几乎立即将反应性氧气种类水平恢复正常，”米米化学家詹姆斯詹姆斯之旅。“这可能是需要快速稳定事故或心脏病受害者或在战斗领域对待士兵的紧急响应者的有用工具。”巡回巡回巡回借鉴了八勒医学院神经学家托马斯·肯特的新研究，艾瑟医学院艾滋病艾哈林·蔡。

PEG-HCC宽度约为3纳米，长30至40纳米，含有2,000至5,000个碳原子。在试验中，磷酸盐的PEG-HCC纳米粒子可以将20,000至一百万％的反应性氧物种分子催化成分子氧的转化率，该分子氧气受损，该分子氧气受损，并且在淬火反应性中间体的同时存在过氧化氢。

旅游和肯特LED LED，确定毒性PEG-HCC的输注可能会迅速稳定脑中的血流并防止在医学创伤期间细胞过度表达过表达的反应性氧物种分子，特别是当伴有大规模的失血时。

他们的研究靶向创伤性脑损伤，之后细胞释放出过量的反应性氧物种，称为超氧化物进入血液中。这些有毒的自由基是具有一个未配对的电子的分子，即免疫系统用于杀死入侵的微生物。在小浓度下，它们有助于细胞的正常能量调节。通常，通过超氧化物歧化酶进行检查，其酶被中和超氧化物中和。

但即使是温和的创伤也可以释放足够的超氧化物以压倒大脑的自然防御。反过来，超氧化物可以形成这些其他反应性氧物质作为过氧硝基硝石，导致进一步的损伤。

“目前的研究表明，PEG-HCCS催化，极快地工作，具有巨大的能力来中和成千上万的有害分子，特别是超氧化物和羟基自由基，当留下不受管制时会破坏正常组织。”

“这不仅重要的是在创伤性脑损伤和中风治疗中是重要的，而且对于许多器官或组织的许多急性伤害以及器官移植等医疗程序，”他说。“随时施用组织，从而氧气饥饿，超氧化物可以形成以进一步攻击周围的良好组织。”

研究人员使用了电子顺磁共振光谱技术，通过在存在或不存在PEG-HCC抗氧化剂中计算未配对的电子来获得超氧化物自由基的直接结构和速率信息。用氧传感电极，过氧化物酶和红染料的另一个试验证实了颗粒催化超氧化物转化的能力。

“与众所周知的超氧化物歧化酶鲜明对比，PEG-HCC不是蛋白质，并且没有金属来服务催化作用，”Tsai说。“有效的催化转交可能是由于其更”平面“的高度共轭碳核。”

该测试表明，消耗远远超过可能的PEG-HCC键合位点的数量。研究人员发现颗粒对重要的一氧化物没有影响，这使血管扩张并辅助神经递血和细胞保护，也不是对pH变化的效率敏感。

“PEG-HCCs具有巨大的能力将超氧化物转化为氧气，并能够淬灭反应性中间体，同时不影响正常量有益的一氧化氮分子，”肯特说。“所以他们在我们的潜在军械中占据了一系列涉及氧气和损坏自由基水平的疾病的独特的地方。”

该研究还确定PEG-HCC仍然稳定，因为最多3个月的批次表现为新的。

研究生Errol Samuel和Alumna Daniela Marcano，米饭，尤其州高级研究科学家，vladimir Berka，是该研究的主要作者。共同作者是大米校友奥斯汀波特;校友Brittany Bitner and Combiers Pautler兼贝勒医学院;武术厂副武装厂和贝勒医学院的罗德里亚比亚和迈克尔·德国·德国·德国·德拉斯师事务医疗中心。

肯特是贝勒医学院和神经内科学院的中风研究和教育主任，以及德比克中心炎症疾病的翻译研究中心的脑卒中学院教育教授。Tour是T.T.和W.F.Chao Chemistry椅子以及材料科学和纳米工程教授以及电脑科学和赖斯理查德E. Smalley Compalley纳米级科学技术研究所。蔡是Uthealth和米饭生物化学和细胞生物学教授的血液学教授。

使命与国防部和国立卫生研究院联系的特派团联系，南洋健康和未经许境的联盟支持该研究。

出版物：Errol L. G. Samuel，等，“使用亲水碳簇”高效转化过氧化氧，“2015年PNAS; DOI：10.1073 / pnas.1417047112

图像：呃塞缪尔