予測不可能性を超えて：ナノ粒子のタンパク質コロナを理解する際の再現性の重要性

ナノ粒子の表面がタンパク質コロナの極めて重要な役割を果たしていることは十分に確立されていますが、生物学的媒体に存在する膨大な数のタンパク質は、ナノ粒子表面とタンパク質の間の親和性に関する一般的な結論を表します。最近公開された記事は、システムの違いと、タンパク質コロナの影響因子の増加をますます明らかにしています。対照的に、本研究では、報告された違いは、少なくとも部分的には、偏った結果につながる実験設計が不十分である可能性があると仮定しています。本研究では、3回の測定と制御測定の統計分析により、表面に異なる化学基を持つシリカナノ粒子へのタンパク質吸着を調査します。特定されたタンパク質タイプの60％がナノ粒子に有意な親和性を持っていなかったことを実証します。残りの40％のうち、60％は表面電荷によって駆動され、特定の表面グループに優先的に吸着された40％のみが40％でした。さらに、血清中の20の最も豊富なタンパク質のうち、ここで研究されているナノ粒子に結合したのは5つだけであることがわかりました。システム間の誇張された違いを避け、比較可能なシステム間の違いと類似性を適切に定量化するために、制御複製実験の重要性を説明します。

While it is well established that the surface of a nanoparticle plays a pivotal role for the protein corona, the vast number of proteins present in biological media render general conclusions about affinities between nanoparticle surfaces and proteins nontrivial. Recently published articles increasingly reveal differences between systems and an ever increasing number of influencing factors for the protein corona. In contrast, the present study posits that the reported differences may, at least in part, be due to poor experimental design, which leads to biased results. The present study investigates protein adsorption onto silica nanoparticles with different chemical groups on the surface by the statistical analysis of triplicate measurements as well as control measurements. We demonstrate that 60% of the identified protein types did not have any significant affinities for the nanoparticles. Of the remaining 40%, 60% were driven by surface charges and only 40% preferentially adsorbed onto specific surface groups. Furthermore, we found that of the 20 most abundant proteins in the serum, only five bound to the nanoparticles studied here. We illustrate the importance of control replicate experiments to avoid exaggerated differences between systems and to properly quantify the differences and similarities between comparable systems.