نقطه‌های کربن مبتنی بر زعفران با نیتروژن و مس: سنتز، ویژگی‌یابی و اثرات سیتوتوکسیکی بر روی سلول‌های سرطان کولورکتال انسانی

نقطه‌های کربن دوپ شده (CD) توجه زیادی را در درمان سرطان به خود جلب کرده‌اند. هدف ما سنتز نقاط کربنی دارای مس، نیتروژن (Cu، N-CD) از زعفران و بررسی اثرات آنها بر سلول‌های سرطان کولورکتال (CRC) HCT-116 و HT-29 بود. روش‌های اصلی CDها با روش گرمابی سنتز شدند و با میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDX)، طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف‌سنجی جذبی ماوراء بنفش مرئی (UV-Vis) و طیف سنجی فلورسانس سلول‌های HCT-116 و HT-29 با زعفران، N-CDs و Cu, N-CDs به مدت 24 و 48 ساعت برای زنده ماندن سلول‌ها انکوبه شدند. جذب سلولی و گونه‌های اکسیژن فعال درون سلولی (ROS) با میکروسکوپ ایمونوفلورسانس بررسی شد.

رنگ‌آمیزی Oil Red O برای نظارت بر تجمع لیپید استفاده شد. آپوپتوز با استفاده از رنگ آمیزی آکریدین نارنجی/ یدید پروپیدیوم (AO/PI) و روش کمی واکنش زنجیره ای پلیمراز (Q-PCR) ارزیابی شد. بیان miRNA-182 و miRNA-21 توسط Q-PCR اندازه گیری شد، در حالی که تولید اکسید نیتریک (NO) و فعالیت لیزیل اکسیداز (LOX) با روش های رنگ سنجی محاسبه شد. سی دی های کلیدی با موفقیت آماده و مشخص شدند. زنده ماندن سلول در سلول های درمان شده وابسته به دوز و زمان کاهش یافت. سلول های HCT-116 و HT-29 سی دی های مس، N-CD با سطح بالایی از تولید ROS را جذب کردند.

رنگ‌آمیزی Oil Red O تجمع چربی را نشان داد. همزمان با افزایش تنظیم ژن های آپوپتوز (P <0.05)، رنگ آمیزی AO/PI افزایش آپوپتوز را در سلول های تیمار شده نشان داد. در مقایسه با سلول‌های کنترل، تولید NO، و بیان miRNA-182 و miRNA-21 به طور قابل‌توجهی در سلول‌های تیمار شده با Cu، N-CDs تغییر کرد (05/0p<). اهمیت نتایج نشان داد که مس، N-CD می تواند سلول های CRC را از طریق القای تولید ROS و آپوپتوز مهار کند.

Aim Doped carbon dots (CDs) have attracted tremendous attention in cancer therapy. We aimed to synthesize copper, nitrogen-doped carbon dots (Cu, N-CDs) from saffron and investigated their effects on HCT-116 and HT-29 colorectal cancer (CRC) cells. Main methods CDs were synthesized by hydrothermal method and characterized by transmission electron microscopy (TEM), energy-dispersive X-ray (EDX), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, ultraviolet-visible (UV–Vis) absorption spectroscopy, and fluorescence spectroscopy.

HCT-116 and HT-29 cells were incubated with saffron, N-CDs, and Cu, N-CDs for 24 and 48 h for cell viability. Cellular uptake and intracellular reactive oxygen species (ROS) were evaluated by immunofluorescence microscopy. Oil Red O staining was used to monitor lipid accumulation. Apoptosis was evaluated using acridine orange/propidium iodide (AO/PI) staining and quantitative real-time polymerase chain reaction (Q-PCR) assay. The expression of miRNA-182 and miRNA-21 was measured by Q-PCR, while the generation of nitric oxide (NO) and lysyl oxidase (LOX) activity was calculated by colorimetric methods. Key findings CDs were successfully prepared and characterized. Cell viability decreased in the treated cells dose- and time-dependently. HCT-116 and HT-29 cells uptook Cu, N-CDs with a high level of ROS generation.

The Oil Red O staining showed lipid accumulation. Concomitant with an up-regulation of apoptotic genes (p < 0.05), AO/PI staining showed increased apoptosis in the treated cells. In comparison to control cells, NO generation, and miRNA-182 and miRNA-21 expression significantly changed in the Cu, N-CDs treated cells (p < 0.05). Significance The results indicated that Cu, N-CDs could inhibit CRC cells through the induction of ROS generation and apoptosis.