ZnPBA NCs的體外ROS清除活性:

為了評估ZnPBA NCs針對氧化應激的細胞內ROS清除活性,將RAW264.7和MRC-5細胞以每孔1×105個的密度播種到96孔板中。培養24小時后,用PBS洗板兩次。然后將含有250μMH2O2、350μMtBHP或100ng/ml LPS的新鮮DMEM與不同濃度(0、25、50或100μg/ml)的ZnPBA NCs一起加入細胞中。對96孔板中的RAW264.7和MRC-5細胞在6小時內進行CCK-8檢測。

細胞凋亡檢測實驗將RAW264.7和MRC-5細胞接種到共聚焦培養皿中培養24h,然后用PBS漂洗兩次,并加入含有350μMH2O2和100μg/ml ZnPBA NCs的新鮮DMEM。培養6小時后,棄去上清液,再用PBS沖洗細胞兩次。將100μl結合緩沖液、5μlAnnexin V-FITC和5μl PI溶液加入細胞中。室溫共孵育15分鐘后,加入400μl結合緩沖液進行共聚焦激光掃描顯微鏡觀察。對于DCFH-DA檢測試劑盒,向細胞中加入100μl含有5μl DCFH-DA染料的上樣緩沖液,孵育30分鐘。然后,用HBSS沖洗細胞兩次,并補充100μl HBSS進行共聚焦觀察。同樣,在對RAW264.7細胞進行AnnexinV-FITC/PI染色和DCFH-DA染色之前,分別用350μMH2O2和不同濃度(0、50、100μg/ml)的ZnPBA NCs進行預處理,然后進行流式細胞儀分析。

實時定量反轉錄聚合酶鏈反應:

通過RT-qPCR評估了抗氧化、炎癥和細胞凋亡相關基因的表達。簡言之,將RAW264.7細胞播種到培養皿(100平方厘米)中培養24小時。然后用PBS沖洗細胞,并加入含有PBS、350μMH2O2或350μM H2O2+100μg/ml ZnPBA NCs的新鮮DMEM共同培養6小時。然后,將細胞總RNA保存在RNAsolid?中,并反轉錄成互補DNA(cDNA)。使用SOD1、SOD2、GPX4、CAT、NF-κB、INOS、BAX、BAK1、APAF1和caspase3的目標引物對cDNA樣品進行RT-qPCR。使用CFX Connect?Real-Time PCR檢測系統(Bio-Rad)進行實時熒光定量。以對照組(僅PBS處理)的基因表達水平為標準進行歸一化。基因表達的定量基于循環閾值比較法。

ZnPBA NCs的體外抗菌性能:

為了研究ZnPBA NCs的抗菌性能,研究對象包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎雙球菌和綠膿桿菌。這些細菌細胞在標準的LB肉湯中培養,培養溫度為37?C,200rpm,振蕩。然后,將50μl細菌懸浮液(接種后培養12小時)加入2mlLB肉湯中,在6孔板中培養2小時。然后,在每個孔中分別加入0、5、10、25、50、100μg/ml的ZnPBA NCs,繼續培養6小時。收集剩余細菌,用PBS沖洗兩次,然后接種到平板中進行菌落計數。相對細菌數按以下公式計算。

其中CFUcontrol和CFUsample分別代表對照組(0μg/mlZnPBA NCs)和實驗組(5、10、25、50、100μg/mlZnPBA NCs)的菌落數(CFUs)。

使用或不使用ZnPBA NCs處理的細菌樣品均用2%戊二醛溶液固定12小時,然后用PBS洗滌三次。然后用1%滲透酸固定樣品,并在梯度乙醇水溶液(10%、30%、50%、70%、100%)中脫水。然后將樣品滲透到環氧樹脂中,切成超薄切片,用醋酸鈾染色,最后進行TEM觀察。

ZnPBA NCs的體內生物相容性:

所有動物實驗均按照上海市第十人民醫院實驗動物倫理委員會的指導原則進行。雌性ICR小鼠(6周齡)和balb/c小鼠(8周齡)購自上海實驗動物中心。在體內生物相容性實驗中,20只雌性ICR小鼠被隨機分為四組:對照組(無任何處理)、氣管內PBS組(氣管內灌入25μlPBS)、靜脈注射ZnPBA NCs組(靜脈注射100μl和200μg/mlZnPBA NCs)和氣管內ZnPBA NCs組(氣管內灌入25μl和200μg/mlZnPBA NCs)。小鼠經上述處理后,繼續飼養24天,每3天稱重一次。實驗結束后,抽取小鼠眼球血液進行標準血液學分析和血液生化分析。然后用無痛頸椎脫臼法處死小鼠。收獲小鼠的主要器官(心、肝、脾、肺和腎)進行H&E染色。

ZnPBA NCs的體外溶血分析:

從SD大鼠的眼眶靜脈采集新鮮全血樣本。血液樣本在1000rpm轉速下離心15分鐘以收集紅細胞,然后用生理鹽水輕輕洗滌三次,直至上清液呈無色透明狀。然后,用生理鹽水將紅細胞稀釋成2wt%的懸浮液待用。然后,將900μL稀釋后的紅細胞懸浮液與100μL不同濃度(0-50μg/mL)的ZnPBA NCs懸浮液混合。生理鹽水和去離子水分別作為陰性和陽性對照。混合后的分散液在37℃下培養3小時,然后在10,000g轉速下離心15分鐘:

ZnPBA NCs的體內生物分布分析:

ZnPBA NCs的生物分布通過體內成像系統進行成像。用檸檬酸三鈉修飾的ZnPBA NCs(100μg/mL)用Cy7-NH2(0.1%,V/V%)標記,稱為ZnPBA-Cy7。然后,給8周大的Balb/c小鼠氣管內灌入50μL的ZnPBACy7,記錄給藥后1、2、4、6和8h的體內熒光圖像。同時,在給藥后的2、4和8h,另兩只受試小鼠被處死,以進行主要器官解剖和生物分布記錄。

ZnPBA NCs對急性細菌性炎癥的體內治療作用:

通過氣管內灌注肺炎克氏菌(25μl,6×106CFU/ml)建立了急性細菌性炎癥小鼠模型。在模型建立的4小時內,還向小鼠氣管內灌入ZnPBA NCs(25μl,100μg/mlZnPBA NCs)。模型建立后24小時,記錄小鼠體重。評估結束后,從小鼠眼球抽取血液進行標準血液學分析和血液生化分析。然后用無痛頸椎脫臼法處死小鼠。取不同治療組小鼠的肺組織進行H&E染色和抗CD45抗體免疫染色。用ImageJ對光學密度曲線進行量化。另外,肺濕重/干重比是根據肺濕重(取出后立即稱重)與肺干重(在60?C下干燥48小時后)之比計算得出的。

血清細胞因子和肺細胞因子水平:

用ELISA法檢測血清和肺組織中的細胞因子:IL-1β、IL-6和TNF-α。血液經6000g、10分鐘離心后收集血清,肺組織用PBS研磨后制備肺組織懸液。ELISA檢測按照制造商的說明進行。

體內DHE染色:

將不同組小鼠的肺組織切片立即轉移到液氮中。將這些樣本包埋在20?C的最佳切割溫度下進行低溫切片,切片厚度約為5μm。在37?C溫度下用DAPI和DHE對冷凍肺組織染色30分鐘,然后用PBS沖洗兩次以去除過量染料。這些切片由熒光顯微鏡成像。

ZnPBA NCs的體內抗菌性能:

將肺勻漿涂抹到LB瓊脂平板上,對肺組織懸浮液中的細菌菌落進行計數。用ImageJ計算剩余細菌的菌落數。