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単一層酸化グラフェン（SLGO）と多層グラフェン酸化グラフェン（MLGO）と細胞培養培地（すなわちDMEM）との相互作用を、胎児のウシ血清（FBS）タンパク質コロナ形成をin vitroナノ毒性評価とナノビオ媒介性を評価することにより研究しました。SLGOとMLGOは、培地で異なるコロイドの挙動を示しました。これは、その場分析で極低温透過型電子顕微鏡によって視覚化されました。プロテオミクスとバイオインフォマティクスツールの探索、それぞれ394および290のタンパク質がSLGOおよびMLGOハードコロナの組成で特定されました。この量から、115個のタンパク質がSLGOでのみ検出され、MLGOではわずか11個でした。SLGOは代謝プロセスとシグナル伝達に関与するFBSタンパク質を濃縮し、MLGOは細胞の発達/構造に関与するタンパク質を濃縮し、脂質輸送/代謝プロセスを濃縮しました。このような明確なコロナプロファイルは、表面化学、凝集挙動、およびGO材料の表面積の違いによるものです。親水性相互作用は、SLGOよりもMLGOによるタンパク質吸着に大きな役割を果たすことがわかった。我々の結果は、細胞に送達される有効用量とコロナ生物活性に関するグラフェン酸化物材料のin vitro研究への影響を指摘しています。最後に、GO-FBS複合体をより正確で信頼性が高く、高度なin vitroナノ毒性評価に向けて理解するために、従来の技術と最新の技術を徹底的に統合することの重要性を実証しました。
単一層酸化グラフェン（SLGO）と多層グラフェン酸化グラフェン（MLGO）と細胞培養培地（すなわちDMEM）との相互作用を、胎児のウシ血清（FBS）タンパク質コロナ形成をin vitroナノ毒性評価とナノビオ媒介性を評価することにより研究しました。SLGOとMLGOは、培地で異なるコロイドの挙動を示しました。これは、その場分析で極低温透過型電子顕微鏡によって視覚化されました。プロテオミクスとバイオインフォマティクスツールの探索、それぞれ394および290のタンパク質がSLGOおよびMLGOハードコロナの組成で特定されました。この量から、115個のタンパク質がSLGOでのみ検出され、MLGOではわずか11個でした。SLGOは代謝プロセスとシグナル伝達に関与するFBSタンパク質を濃縮し、MLGOは細胞の発達/構造に関与するタンパク質を濃縮し、脂質輸送/代謝プロセスを濃縮しました。このような明確なコロナプロファイルは、表面化学、凝集挙動、およびGO材料の表面積の違いによるものです。親水性相互作用は、SLGOよりもMLGOによるタンパク質吸着に大きな役割を果たすことがわかった。我々の結果は、細胞に送達される有効用量とコロナ生物活性に関するグラフェン酸化物材料のin vitro研究への影響を指摘しています。最後に、GO-FBS複合体をより正確で信頼性が高く、高度なin vitroナノ毒性評価に向けて理解するために、従来の技術と最新の技術を徹底的に統合することの重要性を実証しました。
The interaction of single-layer graphene oxide (SLGO) and multi-layered graphene oxide (MLGO) with a cell culture medium (i.e. DMEM) was studied by evaluating fetal bovine serum (FBS) protein corona formation towards in vitro nanotoxicity assessment and nanobiointeractions. SLGO and MLGO exhibited different colloidal behavior in the culture medium, which was visualized by cryogenic transmission electron microscopy in situ analysis. Exploring proteomics and bioinformatics tools, 394 and 290 proteins were identified on the SLGO and MLGO hard corona compositions, respectively. From this amount, 115 proteins were exclusively detected on the SLGO and merely 11 on MLGO. SLGO enriched FBS proteins involved in metabolic processes and signal transduction, while MLGO enriched proteins involved in cellular development/structure, and lipid transport/metabolic processes. Such a distinct corona profile is due to differences on surface chemistry, aggregation behavior and the surface area of GO materials. Hydrophilic interactions were found to play a greater role in protein adsorption by MLGO than SLGO. Our results point out implications for in vitro studies of graphene oxide materials concerning the effective dose delivered to cells and corona bioactivity. Finally, we demonstrated the importance of integrating conventional and modern techniques thoroughly to understand the GO-FBS complexes towards more precise, reliable and advanced in vitro nanotoxicity assessment.
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