石宇 , 陈昊
扬州大学附属医院
通过N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)修饰合成的NAC纳米硫化铁(NFeSNs)是一种新兴的硫化铁纳米材料,在保留纳米硫化铁良好的生物相容性、亲水性及高效酶活的基础之上,NFeSNs加强了自身的抗氧化特性,并可通过上清释放过硫化物发挥抗炎功效,在生物医学领域具有广泛的应用前景,然而在骨科学领域有待补充丰富。因此,我们通过制备水热合成法制备NFeSNs并研究其在椎间盘退变过程中的缓解作用,向着纳米材料创新与转化的目标前行。
NFeSNs制备、表征及类酶活性检测。体外实验验证NFeSNs及其上清释放的过硫化物对大鼠髓核细胞的毒性,活性氧清除能力,对线粒体膜电位影响,对衰老、合成及分解代谢的挽救效果。通过单细胞测序筛选NFeSNs抑制髓核细胞衰老的作用机制。通过尾椎针刺法建立大鼠尾椎椎间盘退变模型,并在造模后局部注射NFeSNs纳米花溶液或其上清,通过椎间盘组织H&E、番红固绿染色、免疫荧光染色验证NFeSNs的体内抗氧化应激、抗衰老的椎间盘损伤保护作用。
NFeSNs制备成功且具有出色的SOD及CAT酶活,可显著降低高氧化应激水平下髓核细胞内的活性氧水平,改善线粒体的功能状态,促进合成代谢作用、抑制衰老及分解代谢作用。单细胞测序结果揭示NFeSNs通过抑制p53/p21信号通路来抑制衰老。体内实验证明NFeSNs能够改善塌陷的椎间隙,修复损伤的髓核及纤维环组织,有效地延缓了椎间盘退变的进程。
在本实验研究中,通过水热合成法制备的NFeSNs具有良好的生物相容性、高效类酶活性,可以通过清除细胞内活性氧、降低氧化应激水平,抑制p53/p21信号通路,达到抑制髓核细胞衰老、延缓大鼠椎间盘退变的效果,为纳米材料凭借高效类酶作用在椎间盘退变领域的转化应用提供了一种切实可行的研究思路。
COA2023