CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE

Physicochemical aspects and cellular effects of nanoceria-human serum albumin conjugates

[Физико-химические аспекты и биологическая активность конъюгатов нанодисперсного диоксида церия с сывороточным альбумином человека]

E. V. Proskurnina^a, S. V. Kostyuk^ab, M. M. Sozarukova^a, E. S. Ershova^ab, N. N. Veiko^ab, M. A. Popkov^a, E. V. Kostyuk^a, A. V. Martynov^a, V. K. Ivanov<sup>a

a</sup> Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow 119991, Russia
^b Petrovsky Russian Scientific Center of Surgery, Institute of Longevity with a Clinic of Rehabilitation and Preventive Medicine, Moscow 119435, Russia

Аннотация: Нанодисперсный диоксид церия (СеО$_2$) обладает уникальной каталитической активностью в реакциях с участием активных форм кислорода (АФК), играющих роль медиаторов ключевых сигнальных путей. Альбумин является наиболее распространенным белком плазмы крови, взаимодействие с которым может влиять как на свойства наночастиц СеО$_2$, так и на саму биомолекулу. На модели эмбриональных фибробластов легкого человека (in vitro) исследовано, как конъюгация нанодисперсного СеО$_2$ с альбумином влияет на ряд биохимических параметров: жизнеспособность клеток, уровень внутриклеточных АФК, экспрессию NOX4, NRF2 и NF-$\kappa$B, окислительное повреждение и репарацию ДНК, апоптоз, пролиферацию клеток и аутофагию. Результаты демонстрируют, что связывание диоксида церия с альбумином изменяет его физико-химические свойства, способствуя более эффективному поглощению наночастиц СеО$_2$ клетками. Конъюгация СеО$_2$ с белком ослабляет влияние наночастиц на внутриклеточный баланс АФК и митохондриальный мембранный потенциал. Примечательно, что конъюгаты СеО$_2$ с альбумином индуцируют более сильную активацию NOX4, что приводит к повышенному генотоксическому стрессу. Однако этот эффект компенсировался более эффективной активацией систем репарации ДНК по сравнению с немодифицированным диоксидом церия. Помимо этого, конъюгаты наночастиц СеО$_2$ с белком модулировали сигнальные пути, усиливая подавление провоспалительного каскада NF-$\kappa$B и активируя процессы аутофагии. Таким образом, конъюгация наночастиц СеО$_2$ с альбумином не только снижает их цитотоксичность, но и усиливает противовоспалительный и регенеративный потенциалы диоксида церия.

Ключевые слова: наночастицы диоксида церия, сывороточный альбумин человека, цитотоксичность, генотоксичность, гены окислительного метаболизма, пролиферация, аутофагия, эмбриональные фибробласты легкого человека.

Поступила в редакцию: 08.10.2025
Принята в печать: 15.10.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-5-606-618