Comparison of the Cellular Uptakes

Comparison of the Cellular Uptakes of Sphere20-E, Sphere40-E, Cube-E, and Rod-E NPs into RAW264.7 Macrophages
At first, we examined the uptake level of the AuNP-Es to validate the first hypothesis using RAW264.7 cells, which are often used as a model for primary macrophages.(38) RAW264.7 cells were incubated with each AuNP-E at a concentration of 5 × 1010 NPs/mL in DMEM. The cytotoxicity of the AuNP-Es was evaluated using a cell-counting kit 8 (CCK-8) assay (Figure S3). None of the AuNP-Es led to obvious cell toxicity compared to the control cells at this concentration. The intracellular distributions of the AuNP-Es after incubation for 1.5 h were observed by confocal laser microscopy (CLMS) (Figure S4). In this experiment, proteins were labeled with Alexa Fluor 647 for their visualization. CLMS data demonstrate that all AuNP-Es were internalized into cells and were distributed outside the nucleus.
The level of cellular uptake of the AuNP-Es was detected by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) (Figure 4 and Figure S5). ICP-AES data indicate that the number of NPs in a single cell was 25, 7.1, 4.1, and 1.1 × 104 NPs/cell for Rod-Es, Sphere20-Es, Sphere40-Es, and Cube-Es, respectively (Figure 4A). Rod-shaped AuNPs were the most efficiently internalized among the tested particles, with 20% of the total NPs in the medium internalized within 1.5 h. On the contrary, the cubic AuNPs were internalized least efficiently, with only 1.3% of the added NPs entering the cells. The physicochemical properties of NPs, such as surface charge and surface area, are known to influence the cellular uptake of the NPs by macrophages.(39-41) The surface area of rods is similar to that of Sphere20s, and the surface charge of rods is similar to that of cubes. This means that the level of cellular uptake does not simply depend on surface area or charge, rather that shape is another important factor in determining the level of uptake. We also confirmed that AuNPs without a layer of WNVE proteins entered cells in a similar manner to WNVE-coated AuNPs (Figure S5). Frenkel et al. reported the effect of the shape of nanoparticles on passive endocytosis using MD simulations and found that the efficiency of endocytosis of spherocylindrical particles (similar in shape to our rods) was higher than that of spherical particles.(42) Ghandehari et al. compared the level of cellular uptake of PEGylated rod (10 × 45 nm) and spherical nanoparticles (50 nm in diameter) by RAW 264.7 macrophages.(41) They reported that the nanorods were taken up to a lesser extent than were the spherical nanoparticles based on the “weight of nanoparticles” in cells. These results seem to be inconsistent with our data. However, as each Sphere40 is 15-fold heavier than each rod, Figure 4A shows that the Sphere40s were more efficiently internalized into cells than rods when compared in terms of the weight of nanoparticles in a single cell. However, it should be noted that the number of internalized rods was 6 times higher than that of Sphere40s, meaning that Rod-Es can deliver WNVE antigens more efficiently into macrophages. Since Sphere40-Es induced the highest level of antibodies, the trend in antibody production shown in Figure 3 cannot be explained by the number of internalized AuNP-Es. This implies that there is another factor beyond the amount of antigen internalized

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เปรียบเทียบ Uptakes เซลลูลาร์ของ Sphere20 E, Sphere40-E, Cube E และ อีร็อด NPs เป็นบังเอิญ RAW264.7ครั้งแรก เราตรวจสอบระดับการดูดซับของ Es AuNP เพื่อตรวจสอบสมมติฐานแรกที่ใช้เซลล์ RAW264.7 ซึ่งมักใช้เป็นแบบสำหรับบังเอิญหลัก (38) เซลล์ RAW264.7 ได้ incubated กับอี AuNP แต่ละที่ความเข้มข้นของ 5 × 1010 NPs/mL ใน DMEM Cytotoxicity ของ AuNP Es ได้ถูกประเมินโดยใช้การตรวจนับเซลล์ชุด 8 (CCK-8) วิเคราะห์ (S3 รูป) ไม่มีของ AuNP Es นำไปเปรียบเทียบกับเซลล์ควบคุมที่นี้ความเข้มข้นความเป็นพิษของเซลล์ชัดเจน การกระจาย intracellular ของ AuNP Es หลังจากฟักตัวใน 1.5 h ถูกสังเกต โดยเลเซอร์ confocal microscopy (CLMS) (รูป S4) ในการทดลองนี้ โปรตีนถูกป้าย ด้วย Alexa Fluor 647 สำหรับการแสดงภาพประกอบเพลง CLMS ข้อมูลสาธิตทั้งหมด AuNP-Es มี internalized ในเซลล์ และได้กระจายไปนอกนิวเคลียสตรวจพบระดับของการดูดซับของ AuNP Es โทรศัพท์มือถือ โดยพลาสมาท่านปล่อยก๊าซอะตอมมิก (ICP-AES) (รูปที่ 4 และรูป S5) ICP AES ข้อมูลบ่งชี้ว่า หมายเลขของ NPs ในเซลล์เดียวคือ 25, 7.1, 4.1 และ 1.1 × 104 NPs/เซลล์ Es ร็อด Sphere20 Es, Sphere40 Es และ Cube- เอส ตามลำดับ (รูปที่ 4A) AuNPs รูปร็อด internalized สุดระหว่างอนุภาคผ่านการทดสอบ 20% ของ NPs รวมในการ internalized ภายใน 1.5 h ได้ ดอก AuNPs ลูกบาศก์มี internalized น้อยได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีเพียง 1.3% ของ NPs เพิ่มที่เข้าเซลล์ คุณสมบัติ physicochemical ของ NPs ค่าธรรมเนียมพื้นผิวและพื้นที่ผิว ทราบว่ามีผลต่อการเจริญของ NPs โทรศัพท์มือถือ โดยบังเอิญ (39-41) พื้นที่ผิวของก้านจะคล้ายกับของ Sphere20s และประจุผิวของก้านจะคล้ายคลึงกับของลูกบาศก์ ซึ่งหมายความ ว่า ระดับของการดูดซับเซลล์เพียงขึ้นอยู่กับพื้นที่หรือค่าธรรมเนียม แต่ว่ารูปร่างเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญในการกำหนดระดับของการดูดซับ เรายังยืนยันว่า AuNPs โดยไม่มีชั้นของโปรตีน WNVE ป้อนเซลล์ในลักษณะคล้ายการเคลือบ WNVE AuNPs (รูป S5) Frenkel et al. รายงานผลของรูปร่างของเก็บกักบน endocytosis แฝงที่ใช้จำลอง MD และพบว่า ประสิทธิภาพของ endocytosis ของอนุภาค spherocylindrical (ที่คล้ายรูปร่างกับก้านของเรา) สูงกว่าของอนุภาคทรงกลม (42) ระดับของการดูดซับเซลล์ PEGylated ร็อด (10 × 45 nm) และเก็บกักทรงกลมการเปรียบเทียบ Ghandehari et al. (50 nm เส้นผ่านศูนย์กลาง) โดยบังเอิญ RAW 264.7 (41) พวกเขารายงานว่า nanorods ที่มีดำเนินการค่าขอบเขตที่น้อยกว่าถูกเก็บกักในทรงกลมตาม "น้ำหนักของเก็บกัก" ในเซลล์ ผลลัพธ์เหล่านี้ดูเหมือนจะสอดคล้องกับข้อมูลของเรา อย่างไรก็ตาม เป็น Sphere40 ละ 15-fold หนักกว่าคันละ 4A รูปแสดงว่า มี internalized ลงในเซลล์ที่ Sphere40s ไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพแรงกว่าเมื่อเทียบในน้ำหนักของเก็บกักในเซลล์เดียว อย่างไรก็ตาม มันควรจดบันทึกว่า จำนวนก้าน internalized ได้ 6 ครั้งสูงกว่าของ Sphere40s หมายความ ว่า Es คันสามารถส่ง WNVE antigens ได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นบังเอิญ ตั้งแต่ Sphere40-เอสเกิดจากระดับสูงสุดของแอนตี้ แนวโน้มในการผลิตแอนติบอดีที่แสดงในรูปที่ 3 ไม่สามารถอธิบายตามจำนวน internalized AuNP-Es หมายความว่า มีปัจจัยอื่นนอกเหนือจากจำนวน internalized ตรวจหา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เปรียบเทียบโทรศัพท์มือถือของ uptakes Sphere20-E, Sphere40-E, Cube-E, NPS และก้าน E-เข้า RAW264.7 Macrophages
ตอนแรกเราตรวจสอบระดับการดูดซึมของ AuNP-Es เพื่อตรวจสอบสมมติฐานแรกที่ใช้ RAW264.7 เซลล์ซึ่งมักจะใช้เป็นแบบจำลองสำหรับขนาดใหญ่หลัก. (38) เซลล์ RAW264.7 ถูกบ่มกับแต่ละ AuNP-E ที่ความเข้มข้น 5 × 1010 NPS / มิลลิลิตรใน DMEM พิษของ AuNP-Es ที่ได้รับการประเมินโดยใช้ชุดเซลล์นับ 8 (CCK-8) การทดสอบ (รูปที่ S3) ไม่มี AuNP-Es นำไปสู่ความเป็นพิษต่อเซลล์ที่เห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับการควบคุมเซลล์ที่มีความเข้มข้นนี้ การกระจายของเซลล์ AuNP-Es หลังจากบ่มเป็นเวลา 1.5 ชั่วโมงถูกตั้งข้อสังเกตโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ confocal เลเซอร์ (CLMS) (รูปที่ S4) ในการทดลองนี้โปรตีนที่ถูกกำกับด้วย Alexa Fluor 647 สำหรับการแสดงของพวกเขา ข้อมูล CLMS แสดงให้เห็นว่าทุก AuNP-Es ถูก internalized เข้าสู่เซลล์และมีการกระจายออกไปข้างนอกนิวเคลียส.
ระดับของการดูดเซลล์ของ AuNP-Es ถูกตรวจพบโดย inductively คู่พลาสมาสเปกโทรสโกการปล่อยอะตอม (ICP-AES) (รูปที่ 4 และรูปที่ S5) . ข้อมูล ICP-AES แสดงให้เห็นว่าจำนวนของ NPS ในเซลล์เดียวคือ 25, 7.1, 4.1 และ 1.1 × 104 NPS / มือถือสำหรับร็อด-Es, Sphere20-Es, Sphere40-Es และ Cube-Es ตามลำดับ (รูปที่ 4A ) AuNPs รูปแท่งเป็นกลุ่ม internalized มีประสิทธิภาพมากที่สุดในหมู่อนุภาคทดสอบกับ 20% ของ NPS รวมในกลาง internalized ภายใน 1.5 ชั่วโมง ในทางตรงกันข้ามการ AuNPs ลูกบาศก์ถูก internalized น้อยได้อย่างมีประสิทธิภาพมีเพียง 1.3% ของ NPS เพิ่มเข้าสู่เซลล์ คุณสมบัติทางเคมีกายภาพของ NPS เช่นค่าใช้จ่ายในพื้นผิวและพื้นที่ผิวเป็นที่รู้กันว่ามีผลต่อการดูดซึมของเซลล์ NPS โดยขนาดใหญ่. (39-41) พื้นที่ผิวของแท่งจะคล้ายกับที่ของ Sphere20s และค่าใช้จ่ายที่พื้นผิวของแท่ง จะคล้ายกับที่ของก้อน ซึ่งหมายความว่าระดับของการดูดซึมของเซลล์ไม่เพียงขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวหรือค่าใช้จ่ายค่อนข้างรูปร่างที่เป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญในการกำหนดระดับของการดูดซึม นอกจากนี้เรายังยืนยันว่า AuNPs โดยไม่ต้องชั้นของโปรตีน WNVE ป้อนเซลล์ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับ AuNPs เคลือบ WNVE (รูป S5) Frenkel et al, รายงานผลของรูปร่างของอนุภาคนาโนใน endocytosis เรื่อย ๆ โดยใช้การจำลองแมรี่แลนด์และพบว่าประสิทธิภาพของ endocytosis ของอนุภาค spherocylindrical (คล้ายในรูปทรงแท่งของเรา) สูงกว่าของอนุภาคทรงกลม. (42) Ghandehari et al, เมื่อเทียบกับระดับของการดูดซึมของเซลล์คัน PEGylated นี้ (10 × 45 นาโนเมตร) และอนุภาคนาโนทรงกลม (50 นาโนเมตรในเส้นผ่าศูนย์กลาง) โดย RAW 264.7 ขนาดใหญ่. (41) พวกเขาได้รายงานว่าแท่งนาโนถูกนำตัวขึ้นในระดับที่น้อยกว่าเป็นอนุภาคนาโนทรงกลมตาม ที่ "น้ำหนักของอนุภาคนาโน" ในเซลล์ ผลเหล่านี้ดูเหมือนจะไม่สอดคล้องกับข้อมูลของเรา อย่างไรก็ตามในขณะที่แต่ละ Sphere40 คือ 15 เท่าหนักกว่าแต่ละคัน, 4A รูปที่แสดงให้เห็นว่า Sphere40s ถูก internalized มีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าที่เป็นเซลล์แท่งเมื่อเปรียบเทียบในแง่ของน้ำหนักของอนุภาคนาโนในเซลล์เดียว แต่ก็ควรจะตั้งข้อสังเกตว่าจำนวนของแท่ง internalized เป็น 6 เท่าสูงกว่า Sphere40s หมายความว่าร็อด-Es สามารถส่งมอบ WNVE antigens มีประสิทธิภาพมากขึ้นเข้าไปใหญ่ ตั้งแต่ Sphere40-Es เหนี่ยวนำให้เกิดในระดับสูงสุดของแอนติบอดีแนวโน้มในการผลิตแอนติบอดี้ที่แสดงในรูปที่ 3 ไม่สามารถอธิบายได้จากจำนวน internalized AuNP-Es ซึ่งหมายความว่ามีอีกปัจจัยหนึ่งที่เกินปริมาณของแอนติเจน internalized

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การเปรียบเทียบให้ sphere20-e sphere40-e cube-e , เซลล์ , และ rod-e NPS ใน raw264.7 macrophages
ตอนแรก เราตรวจสอบการใช้ระดับของ aunp ES เพื่อตรวจสอบสมมติฐานแรกใช้ raw264.7 เซลล์ ซึ่งมักจะใช้เป็นแบบจำลองสำหรับ macrophages หลัก ( 38 ) raw264.7 เซลล์ถูกบ่มกับแต่ละ aunp-e ที่ความเข้มข้น 5 × 1010 ปัญหา / ml ใน dmem .ความเป็นพิษของ aunp และถูกประเมินโดยใช้เซลล์นับชุด 8 ( cck-8 ) โดยตัวเลข ( S3 ) ไม่มีของ aunp และนำไปสู่เซลล์พิษที่เห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับเซลล์ควบคุมที่ความเข้มข้นนี้ และการกระจายของ aunp ES หลังจากบ่มเป็นเวลา 1.5 ชั่วโมง สังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ด้วยเลเซอร์ ( clms ) ตัวเลข ( S4 ) ในการทดลองนี้โปรตีนที่ถูกติดป้ายว่า Alexa Fluor 647 สำหรับการแสดงของพวกเขา clms ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าทั้งหมด aunp ES มี internalized ในเซลล์ และมีการกระจายออกนอกนิวเคลียส
ระดับการดูดซึมของเซลล์ของ aunp ES ที่ถูกตรวจพบโดยอุปนัยพลาสมาอะตอมคู่ Emission spectroscopy ( เทคนิค ) ( รูปที่ 4 และรูป S5 )เทคนิคข้อมูลระบุว่า จำนวนของเชื้อเพลิงในเซลล์เดียว คือ 25 , 7.1 , 4.1 และ 1.1 × 104 / เซลล์เชื้อเพลิงแท่ง sphere20 sphere40 ES ES ES และ Cube ES ตามลำดับ ( รูปที่ 4 ) เหล็กรูป aunps เป็นมีประสิทธิภาพมากที่สุด internalized ในการทดสอบอนุภาคกับ 20% ของเชื้อเพลิงทั้งหมดในกลาง internalized ภายใน 1.5 ชั่วโมง ในทางตรงกันข้ามการ aunps ลูกบาศก์มี internalized มีประสิทธิภาพน้อย มีเพียง 1.3% ของเพิ่มเชื้อเพลิงเข้าสู่เซลล์ คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของเชื้อเพลิง เช่น ประจุพื้นผิวและพื้นผิวพื้นที่เป็นที่รู้จักกันจะมีผลต่อการดูดซึมของเซลล์ของกฟผ. โดย macrophages ( 39-41 ) พื้นที่ผิวของแท่งจะคล้ายกับที่ของ sphere20s และประจุพื้นผิวของแท่งจะคล้ายกับที่ของก้อนซึ่งหมายความว่าระดับของการใช้โทรศัพท์มือถือไม่เพียงขึ้นอยู่กับพื้นที่หรือค่าใช้จ่ายค่อนข้างที่รูปร่างเป็นอีกปัจจัยที่สำคัญในการกำหนดระดับของการ . เรายังยืนยันว่า aunps โดยไม่มีชั้นของโปรตีน wnve ป้อนเซลล์ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับ wnve เคลือบ aunps ตัวเลข ( S5 ) frenkel et al .รายงานผลของรูปร่างของอนุภาคนาโนในเอนโดไซโทซิสเรื่อยๆโดยใช้การจำลอง MD และพบว่าประสิทธิภาพของอนุภาค spherocylindrical เอนโดไซโทซิส ( ที่คล้ายกันในรูปร่างแท่งของเรา ) สูงกว่าของอนุภาคทรงกลม ( 42 ) ghandehari et al . เมื่อเปรียบเทียบระดับการใช้โทรศัพท์มือถือของ pegylated ร็อด ( 10 × 45 nm ) และอนุภาคทรงกลม ( 50 nm ในเส้นผ่าศูนย์กลาง ) โดยวัตถุดิบ 264 .7 แมคโครฟาจ ( 41 ) มีรายงานว่า nanorods ถูกถ่ายขึ้นในขอบเขตที่น้อยกว่าเป็นทรงกลมขนาดนาโนจาก " น้ำหนักของอนุภาคนาโน " ในเซลล์ ผลลัพธ์เหล่านี้ดูเหมือนจะไม่สอดคล้องกับข้อมูลของเรา อย่างไรก็ตาม แต่ละ sphere40 15 เท่าหนักกว่าแต่ละคัน ,รูปที่ 4 แสดงให้เห็นว่า sphere40s เป็นมีประสิทธิภาพมากขึ้น internalized ในเซลล์กว่าแท่ง เมื่อเปรียบเทียบในแง่ของน้ำหนักของอนุภาคนาโนในเซลล์เดียว แต่มันควรจะสังเกตว่าจำนวนของ internalized แท่ง 6 ครั้งมากกว่าที่ sphere40s หมายความว่าคันและสามารถส่งมอบ wnve แอนติเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นแมคโครฟาจ .ตั้งแต่ sphere40 ES กระตุ้นระดับของแอนติบอดี แนวโน้มในการผลิตแอนติบอดีที่แสดงในรูปที่ 3 ไม่สามารถอธิบายได้โดยจำนวนของ internalized aunp ES แสดงให้เห็นว่ามีปัจจัยอื่นนอกเหนือจากปริมาณของแอนติบอดี internalized