Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của Hạt Vàng lên Chuyển Hóa Testosterone trong Các Microsome Gan Người
Tóm tắt
Các phức hợp hạt nano vàng (AuNP) - màng protein có thể làm thay đổi chuyển hóa testosterone (TST) do cytochrome P450 (CYP) bằng cách thay đổi các tính chất vật lý và hóa học của chúng. Chúng tôi đã nghiên cứu tác động của kích thước NP, hóa học bề mặt và màng protein trong chuyển hóa TST ở các microsome gan người tổng hợp (pHLM) bằng cách sử dụng AuNP có kích thước 40 và 80 nm được chức năng hóa bằng polyethylenimine nhánh (BPEI), axit lipoic (LA) và polyethylene glycol (PEG) cũng như màng protein huyết tương người (PC). Sự biến thiên cá nhân trong chuyển hóa TST do AuNP trung gian cũng đã được xác định ở các HLM từ từng người hiến tặng có các mức độ hoạt động CYP khác nhau. Tác động ức chế của AuNP 40 nm và ở mức độ thấp hơn là AuNP 80 nm xảy ra đối với sự sản xuất tổng cộng năm metabolite hydroxyl hóa của TST trong pHLM nhưng PC đã làm giảm thiểu chúng. Trong khi đó, AuNP không có lớp vỏ đã làm tăng sản xuất androstenedione. Sự biến động giữa các cá nhân trong chuyển hóa TST đã xảy ra trong các HLM từ người hiến tặng đơn. Trong hầu hết các trường hợp, cả AuNP không có lớp vỏ và AuNP có PC ở kích thước 40 và 80 nm đều làm ức chế hiệu quả chuyển hóa TST ở nồng độ không ức chế nhưng PC PEG-AuNP lại làm tăng androstenedione. Các nghiên cứu này góp phần vào việc hiểu rõ hơn vai trò của AuNP như một tác nhân phân hủy TST bằng cách làm thay đổi chuyển hóa TST và có thể được sử dụng để sàng lọc các NP khác như là những tác nhân phân hủy nội tiết tiềm năng.
Từ khóa
#Hạt vàng #Chuyển hóa testosterone #Microsome gan người #Cytochrome P450 #Phức hợp protein coronaTài liệu tham khảo
Brown DM, Johnston H, Gubbins E, Stone V (2014) Cytotoxicity and cytokine release in rat hepatocytes, C3A cells and macrophages exposed to gold nanoparticles-effect of biological dispersion media or corona. J Biomed Nanotechnol 10(11):3416–3429
Contado C (2015) Nanomaterials in consumer products: a challenging analytical problem. Front Chem 3:48. https://doi.org/10.3389/fchem.2015.00048
Guo J, Rahme K, He Y, Li LL, Holmes JD, O'Driscoll CM (2017) Gold nanoparticles enlighten the future of cancer theranostics. Int J Nanomedicine 12:6131–6152
Ajdari N, Vyas C, Bogan SL, Lwaleed BA, Cousins BG (2017) Gold nanoparticle interactions in human blood: a model evaluation. Nanomed Nanotechnol Biol Med 13(4):1531–1542
Walkey CD, Chan WC (2012) Understanding and controlling the interaction of nanomaterials with proteins in a physiological environment. Chem Soc Rev 41(7):2780–2799
Choi k RJR, Monteiro-Riviere NA (2017) Protein corona modulation of hepatocyte uptake and molecular mechanisms of gold nanoparticle toxicity. Nanotoxicology. 11:64–75
Choi K, Joo H (2018) Assessment of gold nanoparticles-inhibited cytochrome P450 3A4 activity and molecular mechanisms underlying its cellular toxicity in human hepatocellular toxicity in human hepatocellular carcinoma cell line C3A. Nanoscale Res Lett 13(1):279. https://doi.org/10.1186/s11671-018-2684-1
Wiwanitkit V, Sereemaspun A, Rojanathanes R (2009) Effect of gold nanoparticles on spermatozoa: the first world report. Fertil Steril 91:e7–e8
Cheng X, Tian X, Wu A, Li J, Tian J, Chong Y, Chai Z, Zhao Y, Chen C, Ge C (2015) Protein corona influences cellular uptake of god nanoparticles by phagocytic and nonphagocytic cells in z size-dependent manner. ACS Appl Mater Interfaces 7(37):20568–20575
Ortega MT, Riviere JE, Choi K, Monteiro-Riviere NA (2017) Biocorona formation on gold nanoparticles modulates human proximal tubule kidney cell uptake, cytotoxicity and gene expression. Toxicol in Vitro 42:150–160
Fraga S, Faria S, Soares ME, Duarte JA, Soares L, Pereira E, Costa-Pereira C, Teixeira JP, de Lourdes Bastos M, Carmo H (2013) Influence of the surface coating on the cytotoxicity, genotoxicity and uptake of gold nanoparticles in human HepG2 cells. J Appl Toxicol 33:1111–1119
Walkey CD, Olsen JB, Guo H, Emili A, Chan WCW (2011) Nanoparticle size and surface chemistry determine serum protein adsorption and macrophage uptake. J Am Chem Soc 134:2139–2147
Coon MJ, Ding XX, Pernecky SJ, Vaz AD (1992) Cytochrome P450: progress and prediction s. FASEB J 6(6):669–673
Morohashi KI, Omura T (1996) Ad4BP/SF-1, a transcription factor essential for the transcription of steroidogenic cytochrome P450 genes and for the establishment of the reproductive function. FASEB J 56:1569–1577
Pan Y, Ong CE, Pung YF, Chieng JY (2018) The current understanding of the interactions between nanoparticles and cytochrome P450 enzymes-a literature-based review. Xenobiotica:1–14. https://doi.org/10.1080/00498254.2018.1503360
Smith DA, Dickins M, Fahmi OA, Iwasaki K, Lee C, Obach RS, Padbury G, De Morais SM, Ripp SL, Stevens J, Voorman R, Youdim K (2007) The time to move cytochrome P450 induction into mainstream pharmacology is long overdue. Drug Metab Dispos 35:697–698
Usmani KA, Rose RL, Hodgson E (2003) Inhibition and activation of the human liver microsomal and human cytochrome P450 3A4 metabolism of testosterone by deployment-related chemicals. Drug Metab Dispos 31(4):384–391
Krauser JA, Guengerish FP (2005) Cytochrome P450-catalyzed testosterone 6beta-hydroxylation stereochemistry, kinetic deuterium isotope effects and rate-limiting steps. J Biol Chem 280:19496–19506
Fabregat A, Marcos J, Ventura R, Casals G, Jimenez W, Reighenbach V, Segura J, Pozo OJ (2015) Formation of Δ1 and Δ6 testostoerone metabolites by human hepatocytes. Steroids 95:66–72
Sereemaspun A, Hongpiticharoen P, Rojanathanes R, Maneewattanapinyo P, Ekgasit S, Warisonicharoen W Inhibition of human CYP by metallic nanoparticles: a preliminary to nanogenomics. Int J Pharmacol 4:492–495. https://doi.org/10.3923/ijp.2008.492.495
Ye M, Tang L, Luo M, Zhou J, Guo B, Liu Y, Chen B (2014) Size- and time-dependent alteration in metabolic activities of human hepatic cytochrome P450 isozymes by gold nanoparticles via microsomal coincubations. Nanoscale Res Lett 9(1):642. https://doi.org/10.1186/1556-276X-9-642
Lamb JG, Hathaway LB, Munger MA, Raucy JL, Franklin MR (2010) Nanosilver particle effects on drug metabolism in vitro. Drug Metab Dispos 38(12):2246–2251
Cho WS, Cho M, Jeong J, Choi M, Han BS, Shin HS, Hong HJ, Chung BH, Jeong J, Cho MH (2010) Size-dependent tissue kinetics of PEG-coated gold nanoparticles. Toxicol Appl Phamacol 245:116–123
Tang H, Xu M, Rong Q, Jin R, Liu Q, Li Y (2016) The effect of ZnO nanoparticles on liver function in rats. Int J Nanomedicine 11:4275–7285
Choi K, Joo H, Campbell JL Jr, Andersen ME, Clewell MJ 3rd (2013) In vitro intestinal and hepatic metabolism of Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) in human and rat. Toxicol in Vitro 27(5):1451–1457
Chandran P, Riviere JE, Monteiro-Riviere NA (2017) Surface chemistry of gold nanoparticles determines the biocorona composition impacting on cellular uptake, toxicity and gene expression in human endothelial cells. Nanotoxicology. 11:507–519
Zhang H, Basit A, Busch D, Yabut K, Bhatt DK, Drozdzil M, Ostrowski M, Li A, Collins C, Oswald S, Prasad B (2018) Quantitative characterization of UPD-glucuronosyltransferase 2B17 in human liver and intestine and its role in testosterone first-pass metabolism. Biochem Pharmacol 156:32–42
Ollikainen E, Liu D, Kallio A, Mäkilä E, Zhang H, Salonen J, Santos HA, Sikane TM (2017) The impact of popus silicon nanoparticles on human cytochrome P450 metabolism in human liver microsomes in vitro. Eur J Pharm Sci 104:124–132
El-Sayed R, Bhattacharya K, Gu Z, Yang Z, Weber JK, Li H, Leifer K, Zhao Y, Toprak MS, Zhou R, Fadeel B (2015) Single-walled carbon nanotubes inhibit the cytochrome P450 enzyme. CYP3A4 Sci Rep 6:21316. https://doi.org/10.1038/srep21316
Li WQ, Wang F, Liu ZM, Wang YC, Wang J, Sun F (2013) Gold nanoparticles elevate plasma testosterone levels in male mice without affecting fertility. Small 9(9–10):1708–1714
Gao G, Ze Y, Zhao X, Sang X, Zheng L, Ze X, Gui S, Sheng L, Sun Q, Hong J, Yu X, Wang L, Hong F, Zhang X (2013) Titanium dioxide nanoparticle-induced testicular damage, spermatogenesis suppression and gene expression alterations in male mice. J Hazard Mater 258-259:133–143
Meeker JD, Ryan L, Barr DB, Hauser R (2003) Exposure to nonpersistent insecticides and male reproductive hormones. Epidemiology 17(1):61–68
Zanger UM, Schwab M (2013) Cytochrome P450 enzymes in drug metabolism: regulation of gene expression, enzyme activities, and impact of genetic variation. Pharmacol Ther 138(1):130–141
Wilson VS, LeBlanc GA (2000) The contribution of hepatic inactivation of testosterone to the lowering of serum testosterone levels by ketoconazole. Toxicol Sci 54:128–137
Iavicoli I, Leso V, Schulte P (2016) Biomarkers of susceptibility: state of the art and implications for occupational exposure to engineered nanomaterials. Toxicol Appl Pharmacol 299:112–124