Antioxidant Activities of Mesoporous Platinum Nanozymes for Cell Protection

Abstract

Excessive reactive oxygen and nitrogen species (RONS) can induce cell apoptosis by damaging DNAs, proteins, and lipids. These phenomena are closely related to inflammation, cancers, and diseases such as Alzheimer’s and Parkinson’s. Regulation of RONS would therefore be an important target of antioxidant therapy. Mesoporous platinum nanozymes (MPN) possess the ability to scavenge not only hydrogen peroxide (H2O2) but also various other types of RONS, such as superoxide (•O2–), hydroxyl (•OH), and DPPH radicals, as well as ABTS. Additionally, assays of toxicity and cellular uptake demonstrate that MPN have outstanding biocompatibility. These MPN can also protect cells from H2O2 through catalase activity. The cells treated with MPN exhibit low intracellular RONS levels as revealed by 2′,7′-dichlorofluorescin diacetate fluorescent probe, while calcein acetoxymethyl ester (Calcein-AM) and ethidium homodimer (EthD-1) fluorescent probes show MPN have excellent cell viability, making them a promising prospect for antioxidant applications.| 지나친 활성산소질소종은 세포자살뿐만 아니라 염색체, 단백질, 지질에 손상을 줄 수 있다. 이러한 현상들은 염증, 암, 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 질병과도 연관될 수 있다. 따라서, 항산화 활성을 위해서 활성산소질소종의 조절이 필수적이다. 다공성 백금 나노파티클은 과산화수소 제거 능력뿐만 아니라 초과산화물 라디칼, 하이드록실 라디칼, ABTS, 그리고 DPPH 라디칼 제거 능력을 보여주었다. 게다가, 다공성 백금 나노자임은 세포독성과 세포 흡수 실험을 통해 훌륭한 생체적합성을 보여주었다. 또한, 다공성 백금 나노자임은 카탈레이스 활성에 의해 과산화수소로부터 세포를 보호할 수 있었다. 더욱이, 다공성 백금 나노자임이 처리된 세포들은 2′,7′-Dichlorofluorescin diacetate (DCFH-DA) 형광 탐침을 통해 낮은 세포 내부의 활성산소질소종 수준을 보여주었고, calcein acetoxymethyl ester (Calcein-AM), ethidium homodimer (EthD-1) 형광 탐침을 이용하여 훌륭한 세포 생존능을 보여주었다. 따라서, 다공성 백금 나노자임은 미래 항산화제 응용 분야에서 유망한 잠재력을 보유하고 있을 것이라고 예상된다.