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论论资讯 | 2023-01-01 3热度

Nature Nanotechnology

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Carbon nanotube recognition by human Siglec-14 provokes inflammation

Yamaguchi S.-I.; Xie Q.; Ito F.; Terao K.; Kato Y.; Kuroiwa M.; Omori S.; Taniura H.; Kinoshita K.; Takahashi T.; Toyokuni S.; Kasahara K.; Nakayama M.

Published:2023-01-01
DOI:10.1038/s41565-023-01363-w

研究背景

纳米技术是当今科技领域的热门话题,其中碳纳米管是一种被广泛研究和应用的纳米材料。然而,碳纳米管与生物系统的相互作用机制仍不清楚,这限制了碳纳米管在生物医学领域的应用。因此,研究人员需要深入了解碳纳米管与生物系统之间的分子相互作用。

研究内容

一项最新研究发现,人体免疫受体Siglec-14能够识别碳纳米管并引发炎症反应。通过三维蛋白结构的计算机模拟筛选,研究人员发现,Siglec-5和Siglec-14是能够识别碳纳米管的免疫受体。分子动力学模拟表明,Siglec-5的细胞外环上的芳香族残基与碳纳米管之间存在稳定的空间和时间关联。Siglec-14介导了多壁碳纳米管的吞噬,并引发人体单核细胞分泌白细胞介素-1β。在小鼠肺泡巨噬细胞上人工表达Siglec-14后,对多壁碳纳米管的识别增强,导致肺部炎症加剧。此外,Syk抑制剂fostamatinib可以阻断Siglec-14介导的炎症反应。这些结果表明,Siglec-14是一种人体激活受体,可以识别碳纳米管,并且阻断Siglec-14和Syk途径可以克服碳纳米管引起的炎症。

研究意义

这项研究首次揭示了Siglec-14介导的碳纳米管识别和炎症反应机制,为碳纳米管在生物医学领域的应用提供了新的思路。此外,研究结果表明,Syk抑制剂fostamatinib可以用于治疗碳纳米管引起的炎症反应,为相关疾病的治疗提供了新的药物选择。

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