International Journal of Molecular Sciences

Các tiến bộ gần đây trong lĩnh vực nanoscience và nanotechnology đã thay đổi một cách căn bản cách chúng ta chẩn đoán, điều trị và ngăn ngừa nhiều bệnh tật trong mọi khía cạnh của cuộc sống con người. Các hạt nano bạc (AgNPs) là một trong những loại vật liệu nano quan trọng và hấp dẫn nhất trong số các hạt nano kim loại liên quan đến ứng dụng y sinh. AgNPs đóng vai trò quan trọng trong nanoscience và nanotechnology, đặc biệt là trong nanomedicine. Mặc dù một số kim loại quý đã được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, nhưng AgNPs lại được tập trung vào các ứng dụng tiềm năng trong chẩn đoán và điều trị ung thư. Trong bài tổng quan này, chúng tôi thảo luận về việc tổng hợp AgNPs bằng các phương pháp vật lý, hóa học và sinh học. Chúng tôi cũng thảo luận về các tính chất của AgNPs và các phương pháp để đặc trưng hóa chúng. Quan trọng hơn, chúng tôi thảo luận sâu rộng về các ứng dụng sinh học đa chức năng của AgNPs; ví dụ, như là các tác nhân kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, kháng viêm, kháng tăng mạch, và kháng ung thư, cũng như cơ chế hoạt động của AgNPs trong điều trị ung thư. Ngoài ra, chúng tôi cũng thảo luận về các phương pháp điều trị và thách thức trong liệu pháp ung thư sử dụng AgNPs. Cuối cùng, chúng tôi kết luận bằng cách thảo luận về triển vọng tương lai của AgNPs.

Inflammasome NLRP3 là một thành phần quan trọng của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, chịu trách nhiệm điều hòa sự kích hoạt caspase-1 và tiết ra các cytokine viêm pro-inflammatoriy IL-1β/IL-18 trong phản ứng với nhiễm trùng vi khuẩn và tổn thương tế bào. Tuy nhiên, sự kích hoạt bất thường của inflammasome NLRP3 đã được liên kết với một số rối loạn viêm, bao gồm hội chứng định kỳ nối khó cryopyrin, bệnh Alzheimer, tiểu đường và xơ vữa động mạch. Inflammasome NLRP3 được kích hoạt bởi nhiều yếu tố kích thích khác nhau, và nhiều sự kiện phân tử và tế bào, bao gồm sự thay đổi ion, rối loạn chức năng ty thể, sản xuất các gốc tự do oxy và tổn thương lysosome đã được chỉ ra rằng có thể kích hoạt nó. Cách NLRP3 phản ứng với các sự kiện tín hiệu này và khởi xướng việc lắp ráp của inflammasome NLRP3 vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn. Trong bài tổng quan này, chúng tôi tóm tắt những hiểu biết hiện tại của chúng tôi về các cơ chế kích hoạt inflammasome NLRP3 bởi nhiều sự kiện tín hiệu khác nhau, và sự điều chỉnh của nó thông qua các sửa đổi sau dịch mã và các đối tác tương tác của NLRP3.

Các bằng chứng tích lũy cho thấy béo phì có mối liên hệ chặt chẽ với việc tăng nguy cơ mắc các bệnh chuyển hóa như kháng insulin, tiểu đường loại 2, rối loạn lipid máu và bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu. Béo phì là kết quả của sự mất cân bằng giữa lượng thức ăn tiêu thụ và mức năng lượng tiêu thụ, dẫn đến sự tích tụ quá mức của mô mỡ. Nay, mô mỡ được công nhận không chỉ là nơi lưu trữ năng lượng dư thừa từ thức ăn tiêu thụ, mà còn là một cơ quan nội tiết. Sự mở rộng của mô mỡ sản sinh ra nhiều chất sinh học hoạt động, gọi là adipocytokine hoặc adipokine, gây viêm mãn tính nhẹ và tác động đến nhiều quá trình trong nhiều cơ quan khác nhau. Mặc dù các cơ chế chính xác vẫn chưa rõ ràng, sản xuất hay tiết ra các adipokine này không được điều chỉnh do mô mỡ dư thừa và rối loạn chức năng mô mỡ có thể dẫn tới sự phát triển của các bệnh chuyển hóa liên quan đến béo phì. Trong bài đánh giá này, chúng tôi tập trung vào vai trò của một số adipokine liên quan đến béo phì và tác động tiềm tàng đến các bệnh chuyển hóa liên quan đến béo phì. Nhiều bằng chứng cung cấp những hiểu biết quý giá về vai trò của adipokine trong việc phát triển béo phì và các biến chứng chuyển hóa của nó. Cần thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ đầy đủ các cơ chế đằng sau các hoạt động chuyển hóa của một số adipokine mới được xác định.

Đái tháo đường loại 2 (T2DM), một trong những rối loạn chuyển hóa phổ biến nhất, được gây ra bởi sự kết hợp của hai yếu tố chính: sự tiết insulin bị lỗi bởi các tế bào β tụy và khả năng đáp ứng không đầy đủ của các mô nhạy cảm với insulin. Vì sự phóng thích và hoạt động của insulin là các quá trình thiết yếu cho sự cân bằng glucose, các cơ chế phân tử liên quan đến việc tổng hợp và phóng thích insulin, cũng như trong việc phát hiện insulin được điều chỉnh một cách chặt chẽ. Sự thiếu hụt trong bất kỳ cơ chế nào liên quan đến các quá trình này có thể dẫn đến sự mất cân bằng chuyển hóa chịu trách nhiệm cho sự phát triển của bệnh. Bài tổng quan này phân tích các khía cạnh chính của T2DM, cũng như các cơ chế và con đường phân tử liên quan đến chuyển hóa insulin dẫn đến T2DM và kháng insulin. Để thực hiện điều đó, chúng tôi tóm tắt các dữ liệu thu thập được cho đến nay, tập trung đặc biệt vào sự tổng hợp insulin, phóng thích insulin, nhận diện insulin và các tác động sau đó đến các cơ quan nhạy cảm với insulin riêng lẻ. Bài tổng quan cũng đề cập đến các tình trạng bệnh lý kéo dài T2DM như các yếu tố dinh dưỡng, hoạt động thể chất, rối loạn vi sinh vật đường ruột và trí nhớ chuyển hóa. Thêm vào đó, vì T2DM liên quan đến sự phát triển xơ vữa động mạch gia tốc, chúng tôi xem xét một số cơ chế phân tử liên kết T2DM và kháng insulin (IR) cũng như nguy cơ tim mạch như một trong những biến chứng quan trọng nhất trong T2DM.

Hệ thống chất chống oxy hóa phức tạp đã được phát triển ở động vật có vú để giảm thiểu stress oxy hóa. Tuy nhiên, các loài phản ứng dư thừa do oxy và nitơ vẫn có thể dẫn đến tổn thương oxy hóa cho mô và cơ quan. Stress oxy hóa được coi là một cơ chế bệnh lý kết hợp, và nó góp phần vào sự khởi đầu và tiến trình của tổn thương gan. Nhiều yếu tố nguy cơ, bao gồm rượu, thuốc, ô nhiễm môi trường và xạ trị, có thể làm tăng stress oxy hóa trong gan, điều này lại dẫn đến các bệnh gan nghiêm trọng, như bệnh gan do rượu và viêm gan nhiễm mỡ không do rượu. Việc ứng dụng các chất chống oxy hóa cho thấy đây là một chiến lược chữa trị hợp lý để ngăn ngừa và chữa trị các bệnh gan liên quan đến stress oxy hóa. Mặc dù các kết luận từ các nghiên cứu lâm sàng vẫn chưa chắc chắn, các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra tác dụng điều trị đầy hứa hẹn của các chất chống oxy hóa trên các bệnh gan. Các chất chống oxy hóa tự nhiên nằm trong các loại thực vật ăn được hoặc thuốc thường có khả năng chống oxy hóa và quét gốc tự do mạnh mẽ cũng như tác dụng kháng viêm, điều này cũng được cho là cơ sở cho các hoạt động sinh học khác và lợi ích sức khỏe. Trong bài tổng quan này, PubMed đã được tìm kiếm một cách rộng rãi cho các nghiên cứu tài liệu. Các từ khóa để tìm kiếm stress oxy hóa bao gồm gốc tự do, oxy phản ứng, các loài nitơ, liệu pháp chống oxy hóa, thuốc Trung Quốc, sản phẩm tự nhiên, chất chống oxy hóa và các bệnh gan. Các tài liệu, bao gồm cả của chúng tôi, với các nghiên cứu về stress oxy hóa và liệu pháp chống oxy hóa trong các bệnh gan đã được tập trung. Nhiều yếu tố gây ra stress oxy hóa ở gan và tác động của các chất chống oxy hóa trong việc ngăn ngừa và điều trị các bệnh gan đã được tóm tắt, đặt câu hỏi và thảo luận.

Thiết kế các phương pháp chiết xuất thiên nhiên xanh và bền vững hiện đang là một chủ đề nghiên cứu nóng trong lĩnh vực hóa học ứng dụng, sinh học và công nghệ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi nhằm giới thiệu sáu nguyên tắc của chiết xuất xanh, mô tả một chiến lược đa diện để áp dụng khái niệm này ở cấp độ nghiên cứu và công nghiệp. Nền tảng của giao thức làm việc này là các công nghệ mới và đổi mới, khuếch đại quy trình, dung môi nông nghiệp và tiết kiệm năng lượng. Các khái niệm, nguyên tắc và ví dụ về chiết xuất xanh được thảo luận ở đây cung cấp cái nhìn cập nhật về nỗ lực công nghệ khổng lồ đang được thực hiện và những ứng dụng đa dạng đang được phát triển.

Sản xuất nông nghiệp tiếp tục bị hạn chế bởi một số yếu tố sinh vật và phi sinh vật có thể làm giảm số lượng và chất lượng sản lượng cây trồng. Kali (K) là một dưỡng chất thiết yếu ảnh hưởng đến hầu hết các quá trình sinh hóa và sinh lý tác động đến sự phát triển và trao đổi chất của cây trồng. Nó cũng giúp cây sống sót trước các yếu tố căng thẳng sinh vật và phi sinh vật khác nhau. Bài viết này tập trung vào vai trò đang nổi của K trong việc bảo vệ cây trồng chống lại một số yếu tố căng thẳng sinh vật và phi sinh vật, bao gồm bệnh tật, sâu bọ, hạn hán, độ mặn, lạnh, sương giá và ngập úng. Tính khả dụng của K và các tác động của nó đối với sự phát triển, cấu trúc, hình thái và trao đổi chất của cây trồng được thảo luận. Các cơ chế sinh lý và phân tử chức năng của K trong khả năng kháng căng thẳng của cây được xem xét. Bài viết này cũng đánh giá tiềm năng cải thiện khả năng chống chịu căng thẳng của cây trồng thông qua việc điều chỉnh lượng phân kali sử dụng và nêu bật những nhu cầu nghiên cứu trong tương lai về vai trò của K trong nông nghiệp.

Các mô hình thí nghiệm thường là nền tảng cho các khuôn mẫu miễn dịch như sự phân cực M1/M2 của đại thực bào. Tuy nhiên, sự phân cực rõ rệt này trong các mô hình động vật không rõ ràng ở người, và ranh giới giữa các đại thực bào kiểu M1 và M2 thực sự được thể hiện dưới dạng một continuum, nơi mà các ranh giới vẫn chưa rõ ràng. Thực tế, các bệnh truyền nhiễm ở người được đặc trưng bởi sự quay vòng hoặc thường có một kiểu hình hỗn hợp giữa môi trường viêm pro-inflammatory (được chi phối bởi các cytokine interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-12, IL-23 và Tumor Necrosis Factor (TNF)-α) và tổn thương mô do các đại thực bào được kích hoạt theo cách cổ điển (kiểu M1) và quá trình lành vết thương do các đại thực bào được kích hoạt theo chiều hướng khác (kiểu M2) diễn ra trong môi trường chống viêm (được chi phối bởi IL-10, yếu tố tăng trưởng chuyển đổi (TGF)-β, chemokine ligand (CCL)1, CCL2, CCL17, CCL18, và CCL22). Bài đánh giá này làm nổi bật sự phức tạp của tình hình trong các bệnh truyền nhiễm bằng cách nhấn mạnh vào continuum giữa các cực M1 và M2. Đầu tiên, chúng tôi thảo luận về sinh học cơ bản của việc phân cực đại thực bào, chức năng và vai trò của nó trong quá trình viêm và sự giải quyết của nó. Thứ hai, chúng tôi thảo luận về sự liên quan của continuum phân cực đại thực bào trong các bệnh truyền nhiễm và bị bỏ quên, và khả năng can thiệp vào các trạng thái kích hoạt như một chiến lược điều trị đầy hứa hẹn trong việc điều trị các bệnh này.

Ung thư dạ dày (GC) là một trong những bệnh ác tính phổ biến nhất trên toàn thế giới và là nguyên nhân dẫn đến cái chết liên quan đến ung thư đứng thứ tư. GC là một bệnh đa yếu tố, nơi các yếu tố môi trường và di truyền đều có thể ảnh hưởng đến sự xuất hiện và phát triển của nó. Tỷ lệ mắc GC tăng dần theo tuổi tác; độ tuổi trung bình khi chẩn đoán là 70 tuổi. Tuy nhiên, khoảng 10% các trường hợp ung thư dạ dày được phát hiện ở độ tuổi 45 hoặc trẻ hơn. Ung thư dạ dày khởi phát sớm là một mô hình tốt để nghiên cứu các biến đổi di truyền liên quan đến quá trình sinh ung, vì bệnh nhân trẻ ít tiếp xúc với các tác nhân gây ung thư môi trường. Sinh ung là một quá trình bệnh đa giai đoạn được xác định bởi sự phát triển tiến triển của các đột biến và biến đổi epigenetic trong biểu hiện của nhiều gen khác nhau, chịu trách nhiệm cho sự xuất hiện của bệnh.

Lignin là một trong những thành phần chính của thành tế bào thực vật và là một polyme phenolic tự nhiên có trọng lượng phân tử cao, với thành phần và cấu trúc phức tạp. Quá trình tổng hợp lignin đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của thực vật, sự phát triển của mô/cơ quan, khả năng chống lại sự đổ ngã và cũng như đáp ứng với nhiều loại stress sinh học và phi sinh học. Trong bài tổng quan này, chúng tôi hệ thống hóa quá trình tổng hợp lignin và sự điều chỉnh của nó thông qua biến đổi gen, đồng thời tóm tắt những chức năng sinh học chính của lignin trong thực vật và các ứng dụng của nó. Chúng tôi hy vọng bài tổng quan này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về vai trò quan trọng của quá trình tổng hợp lignin trong các quá trình sinh học khác nhau của thực vật và cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc cải thiện gen về hàm lượng và thành phần lignin trong cây năng lượng và cây trồng.