Preview

Фундаментальная и клиническая медицина

Расширенный поиск

Морфологическая и химическая характеризация магний-фосфатных и кальций-фосфатных бионов

https://doi.org/10.23946/2500-0764-2019-4-2-6-16

Полный текст:

Аннотация

Цель. Сравнить морфологию, минеральный и органический профиль магний-фосфатных бионов (МФБ) и кальций-фосфатных бионов (КФБ) для оценки пригодности МФБ как группы сравнения с целью тестирования специфичности эндотелиотоксического действия КФБ.

Материалы и методы. МФБ и КФБ были искусственно синтезированы посредством перенасыщения имитирующей состав крови среды солями магния и кальция соответственно. Морфологические свойства МФБ и КФБ были изучены при помощи электронной и атомно-силовой микроскопии, элементный состав - посредством энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии и CHNSO-анализа, функциональные группы - инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье и спектроскопией комбинационного рассеяния света, формула входящих в состав бионов химических соединений - рентгеновской порошковой дифрактометрией. Белковый профиль МФБ и КФБ был исследован методом электрофореза в полиакриламидном геле с последующим окрашиванием нитратом серебра.

Результаты. Как МФБ, так и КФБ представляли собой сферические частицы губчатой структуры диаметром 80-200 нм и средним диаметром около 120 нм, склонные к формированию кластеров из нескольких частиц. И МФБ, и КФБ состояли из углерода, кислорода, азота, водорода и фосфора, однако МФБ содержали магний и характеризовались минимальным содержанием кальция. МФБ и КФБ содержали фосфатные, карбонатные и гидроксильные группы, при этом МФБ состояли из магния фосфат гидрата и хантита, а КФБ -из гидроксиапатита и карбонат-гидроксиапатита. Белковый профиль МФБ и КФБ был схожим.

Заключение. МФБ сходны с КФБ во всем (размерность, форма, степень кристалличности, элементный состав, функциональные группы), кроме компонентов неорганической составляющей, и поэтому могут рассматриваться как подходящая группа сравнения для оценки специфичности токсического действия КФБ на эндотелий.

Об авторах

Д. К. Шишкова
ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний
Россия

Шишкова Дарья Кирилловна - младший научный сотрудник лаборатории фундаментальных аспектов атеросклероза отдела экспериментальной и клинической кардиологии.

Кемерово



Т. В. Глушкова
ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний
Россия

Глушкова Татьяна Владимировна - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов отдела экспериментальной и клинической кардиологии.

Кемерово



О. С. Ефимова
Институт углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии, СО РАН
Россия

Ефимова Ольга Сергеевна - кандидат химических наук, научный сотрудниклаборатории высокотемпературных углеродных материалов.

Кемерово



А. Н. Попова
Институт углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии, СО РАН
Россия

Попова Анна Николаевна - кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории неорганических наноматериалов.

Кемерово



В. Ю. Малышева
Институт углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии, СО РАН
Россия

Малышева Валентина Юрьевна - ведущий технолог лаборатории высокотемпературныхуглеродных материалов.

Кемерово



Р. П. Колмыков
Институт углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии, СО РАН
Россия

Колмыков Роман Павлович - кандидат химических наук, старший научный сотрудник.

Кемерово



З. Р. Исмагилов
Институт углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии, СО РАН
Россия

Исмагилов Зинфер Ришатович - доктор химических наук, член-корреспондент Российской академии наук, директор.

Кемерово



А. К. Гутаковский
ФГБУН Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова, СО РАН
Россия

Гутаковский Антон Константинович - кандидат физикоматематических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории нанодиагностики и наналитографии отдела физики и технологии полупроводников пониженной размерности, микро- и наноструктур.

Новосибирск



Ю. А. Живодков
ФГБУН Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова, СО РАН
Россия

Живодков Юрий Алексеевич - ведущий инженер-технолог лаборатории нанодиагностики и нанолитографии отдела физики и технологии полупроводников пониженной размерности, микро- и наноструктур.

Новосибирск



А. С. Кожухов
ФГБУН Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова, СО РАН
Россия

Кожухов Антон Сергеевич - аспирант лаборатории нанодиагностики и нанолитографии отдела физики и технологии полупроводников пониженной размерности, микро- и наноструктур.

Новосибирск



О. Г. Севостьянов
ФГБОУ ВО Кемеровский государственный университет
Россия

Севастьянов Олег Геннадьевич - кандидат физикоматематических наук, доцент кафедры экспериментальной физики.

Кемерово



В. Ф. Долганюк
ФГБОУ ВО Кемеровский государственный университет
Россия

Долганюк Вячеслав Федорович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Научно-исследовательского института биотехнологии.

Кемерово



Ю. А. Кудрявцева
ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний
Россия
Кемерово


А. Г. Кутихин
ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний
Россия

Кутихин Антон Геннадьевич - заведующий лабораторией фундаментальных аспектов атеросклероза отдела экспериментальной и клинической кардиологии.

650002, Кемерово, б-р Сосновый, д. 6



Список литературы

1. Wu CY, Young L, Young D, Martel J, Young JD. Bions: a family of biomimetic mineralo-organic complexes derived from biological fluids. PLoS One. 2013; 8 (9): e75501. doi: 10.1371/journal.pone.0075501.

2. Kutikhin AG, Velikanova EA, Mukhamadiyarov RA, Glushkova TV, Borisov VV, Matveeva VG, et al. Apoptosis-mediated endothelial toxicity but not direct calcification or functional changes in anti-calcification proteins defines pathogenic effects of calcium phosphate bions. Sci Rep. 2016; 6: 27255. doi: 10.1038/srep27255.

3. Molenaar FM, van Reekum FE, Rookmaaker MB, Abrahams AC, van Jaarsveld BC. Extraosseous calcification in end-stage renal disease: from visceral organs to vasculature. Semin Dial. 2014; 27 (5): 477-487. doi: 10.1111/sdi.l2177.

4. Nigwekar SU, Kroshinsky D, Nazarian RM, Goverman J, Malhotra R, Jackson VA, et al. Calciphylaxis: risk factors, diagnosis, and treatment. Am J Kidney Dis. 2015; 66 (1): 133146. doi: 10.1053/j.ajkd.2015.01.034.

5. Yurdagul A Jr, Finney AC, Woolard MD, Orr AW. The arterial microenvironment: the where and why of atherosclerosis. Biochem J. 2016; 473 (10): 1281-1295. doi: 10.1042/BJ20150844.

6. Gimbrone MA Jr, Garcia-Cardena G. Endothelial Cell Dysfunction and the Pathobiology of Atherosclerosis. Circ Res. 2016; 118 (4): 620-636. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.115.306301.

7. GBD 2016 Causes of Death Collaborators. Global, regional, and national age-sex specific mortality for 264 causes of death, 1980-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet. 2017; 390 (10100): 1151-1210. doi: 10.1016/S0140-6736(17)32152-9.

8. Jensen HA, Mehta JL. Endothelial cell dysfunction as a novel therapeutic target in atherosclerosis. Expert Rev Cardiovasc Ther. 2016; 14 (9): 1021-1033. doi: 10.1080/14779072.2016.1207527.

9. Cahill PA, Redmond EM. Vascular endothelium - Gatekeeper of vessel health. Atherosclerosis. 2016; 248: 97-109. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2016.03.007.

10. Blau R, Krivitsky A, Epshtein Y, Satchi-Fainaro R. Are nanotheranostics and nanodiagnostics-guided drug delivery stepping stones towards precision medicine? Drug Resist Updat. 2016; 27: 39-58. doi: 10.1016/j.drup.2016.06.003.

11. Matea CT, Mocan T, Tabaran F, Pop T, Mosteanu O, Puia C, et al. Quantum dots in imaging, drug delivery and sensor applications. Int J Nanomedicine. 2017; 12: 5421-5431. doi: 10.2147/IJN.S138624.

12. Peng HH, Wu CY, Young D, Martel J, Young A, Ojcius DM, et al. Physicochemical and biological properties of biomimetic mineralo-protein nanoparticles formed spontaneously in biological fluids. Small. 2013; 9 (13): 2297-2307. doi: 10.1002/smll.201202270.

13. Young JD, Martel J, Young L, Wu CY, Young A, Young D. Putative nanobacteria represent physiological remnants and culture by-products of normal calcium homeostasis. PLoS One. 2009; 4 (2): e4417. doi: 10.1371/journal.pone.0004417.

14. Martel J, Young D, Young A, Wu CY, Chen CD, Yu JS, et al. Comprehensive proteomic analysis of mineral nanoparticles derived from human body fluids and analyzed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Anal Biochem. 2011; 418 (1): 111-125. doi: 10.1016/j.ab.2011.06.018.

15. Smith ER, Hanssen E, McMahon LP, Holt SG. Fetuin-A-containing calciprotein particles reduce mineral stress in the macrophage. PLoS One. 2013; 8 (4): e60904. doi: 10.1371/journal.pone.0060904.


Для цитирования:


Шишкова Д.К., Глушкова Т.В., Ефимова О.С., Попова А.Н., Малышева В.Ю., Колмыков Р.П., Исмагилов З.Р., Гутаковский А.К., Живодков Ю.А., Кожухов А.С., Севостьянов О.Г., Долганюк В.Ф., Кудрявцева Ю.А., Кутихин А.Г. Морфологическая и химическая характеризация магний-фосфатных и кальций-фосфатных бионов. Фундаментальная и клиническая медицина. 2019;4(2):6-16. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2019-4-2-6-16

For citation:


Shishkova D.K., Glushkova T.V., Efimova O.S., Popova A.N., Malysheva V.Y., Kolmykov R.P., Ismagilov Z.R., Gutakovsky A.K., Zhivodkov Y.A., Kozhukhov A.S., Sevostyanov O.G., Dolganyuk V.F., Kudryavtseva Y.А., Kutikhin A.G. Morphological and chemical characterization of magnesium phosphate and calcium phosphate bions. Fundamental and Clinical Medicine. 2019;4(2):6-16. (In Russ.) https://doi.org/10.23946/2500-0764-2019-4-2-6-16

Просмотров: 20


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0764 (Print)
ISSN 2542-0941 (Online)