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Compromised Autophagic Effect of Polystyrene Nanoplastics Mediated by Protein Corona Was Recovered after Lysosomal Degradation of Corona.
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2020-08-08 , DOI: 10.1021/acs.est.0c04097 Ya Tan 1 , Xiangyu Zhu 1 , Di Wu 1 , Erqun Song 1 , Yang Song 1
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2020-08-08 , DOI: 10.1021/acs.est.0c04097 Ya Tan 1 , Xiangyu Zhu 1 , Di Wu 1 , Erqun Song 1 , Yang Song 1
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The adverse biological and ecological consequences of plastic debris have become a serious problem worldwide. Evidences have uncovered the accumulation of nanoplastics (NPs) in organisms. In a complex biological environment, proteins are prone to adsorbed onto the NPs’ surface and form a protein corona layer, which mediates the interaction of NPs with cells. Here, we discovered the interaction of polystyrene (PS) NPs with protein fetal bovine serum (FBS) and altered cytotoxic effects. Mechanistically, prefabricated FBS protein corona mediated the relief of autophagic flux blockage, autophagosomes accumulation, and lysosomal damage in RAW264.7 cells caused by PS NPs. Using an individual fluorescent protein bovine serum albumin (BSA) as a corona surrogate, we demonstrated that coronal BSA remains, at least partially, on the surface of PS NPs during the initial stage of internalization and protects cell membrane from PS NPs-induced damage. However, along with the degradation of corona in lysosomes, reappearance of cytotoxicity was observed. Herein, we provided a proof of principle of the manipulation of corona on NPs’ toxicity and we expect the result will promote the further safety assessment of NPs.
中文翻译：
电晕的溶酶体降解后，恢复了蛋白质电晕介导的聚苯乙烯纳米塑料受损的自噬作用。
塑料碎片对生物和生态的不利影响已成为世界范围内的严重问题。有证据揭示了生物中纳米塑料（NPs）的积累。在复杂的生物环境中，蛋白质易于吸附到NP的表面并形成蛋白质电晕层，该介电层介导NP与细胞的相互作用。在这里，我们发现了聚苯乙烯（PS）NP与蛋白质胎牛血清（FBS）的相互作用和改变的细胞毒性作用。从机制上讲，预制的FBS蛋白电晕可缓解PS NP引起的RAW264.7细胞自噬通量阻滞，自噬体积累和溶酶体损伤。使用单个荧光蛋白牛血清白蛋白（BSA）作为电晕替代物，我们证明冠状BSA至少部分保留，在内在化的初始阶段，其在PS NPs的表面上被保护，并保护细胞膜免受PS NPs诱导的损害。然而，随着溶酶体中电晕的降解，观察到细胞毒性的再次出现。在此，我们提供了电晕对NPs毒性的处理原理的证明，我们希望该结果将促进NPs的进一步安全性评估。
更新日期：2020-09-15
中文翻译：
电晕的溶酶体降解后，恢复了蛋白质电晕介导的聚苯乙烯纳米塑料受损的自噬作用。
塑料碎片对生物和生态的不利影响已成为世界范围内的严重问题。有证据揭示了生物中纳米塑料（NPs）的积累。在复杂的生物环境中，蛋白质易于吸附到NP的表面并形成蛋白质电晕层，该介电层介导NP与细胞的相互作用。在这里，我们发现了聚苯乙烯（PS）NP与蛋白质胎牛血清（FBS）的相互作用和改变的细胞毒性作用。从机制上讲，预制的FBS蛋白电晕可缓解PS NP引起的RAW264.7细胞自噬通量阻滞，自噬体积累和溶酶体损伤。使用单个荧光蛋白牛血清白蛋白（BSA）作为电晕替代物，我们证明冠状BSA至少部分保留，在内在化的初始阶段，其在PS NPs的表面上被保护，并保护细胞膜免受PS NPs诱导的损害。然而，随着溶酶体中电晕的降解，观察到细胞毒性的再次出现。在此，我们提供了电晕对NPs毒性的处理原理的证明，我们希望该结果将促进NPs的进一步安全性评估。
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