Name: Eucommia ulmoides Bark Extractを用いた亜鉛系ナノ材料の製剤化とその創傷治癒能 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-12-27T14:20:00.000+00:00
Duration: 6 min 54 s
Description: 学ぶ、トチュウ樹皮エキスを用いて合成した酸化亜鉛ナノ粒子の創傷治癒能。ヒト臍帯静脈内皮細胞を用いたスクラッチアッセイで、20μg/mL濃度で81.5%の創傷閉鎖率を達成したことを示す。

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<meta charset="utf8"></head><body>創傷治癒強化のための Eucommia ulmoides 由来の生理活性ZnOナノ粒子

<ol><li>Williamson, E. M., Liu, X., Izzo, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+use%2C+pharmacology%2C+and+clinical+applications+of+emerging+herbal+nutraceuticals%5BTitle%5D)+AND+%22Br.+J.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Trends in use, pharmacology, and clinical applications of emerging herbal nutraceuticals.</a> Br. J. Pharmacol. 177 (6), 1227-1240 (2020).</li>
<li>Cedillo-Cortezano, M., Martinez-Cuevas, L. R., López, J. A. M., Barrera López, I. L., Escutia-Perez, S., Petricevich, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+medicinal+plants+in+the+process+of+wound+healing%3A+a+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceuticals%22%5BJournal%5D)">Use of medicinal plants in the process of wound healing: a literature review.</a> Pharmaceuticals. 17 (3), 303(2024).</li>
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<li>Yazarlu, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perspective+on+the+application+of+medicinal+plants+and+natural+products+in+wound+healing%3A+A+mechanistic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Res%22%5BJournal%5D)">Perspective on the application of medicinal plants and natural products in wound healing: A mechanistic review.</a> Pharmacol Res. 174, 105841(2021).</li>
<li>Zhu, M. Q., Sun, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eucommia+ulmoides+Oliver%3A+a+potential+feedstock+for+bioactive+products%5BTitle%5D)+AND+%22J+Agric+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Eucommia ulmoides Oliver: a potential feedstock for bioactive products.</a> J Agric Food Chem. 66 (22), 5433-5438 (2018).</li>
<li>Peng, M., Zhou, Y., Liu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+properties+and+potential+application+of+extracts+and+compounds+from+different+medicinal+parts+%28bark%2C+leaf%2C+staminate+flower%2C+and+seed%29+of+Eucommia+ulmoides%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Heliyon%22%5BJournal%5D)">Biological properties and potential application of extracts and compounds from different medicinal parts (bark, leaf, staminate flower, and seed) of Eucommia ulmoides: A review.</a> Heliyon. 10 (6), e27870(2024).</li>
<li>Xing, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+rheumatoid+arthritis+using+bark%2C+leaf%2C+and+male+flower+extracts+of+Eucommia+ulmoides%5BTitle%5D)+AND+%22Evid+Based+Complement+Alternat+Med%22%5BJournal%5D)">Inhibition of rheumatoid arthritis using bark, leaf, and male flower extracts of Eucommia ulmoides.</a> Evid Based Complement Alternat Med. 2020, 3260278(2020).</li>
<li>Guo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+detection+of+natural+rubber+content+in+Eucommia+ulmoides+by+portable+pyrolysis-membrane+inlet+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Quantitative detection of natural rubber content in Eucommia ulmoides by portable pyrolysis-membrane inlet mass spectrometry.</a> Molecules. 28 (8), 3330(2023).</li>
<li>Yusof, H. M., Rahman, N. A., Mohamad, R., Zaidan, U. H., Samsudin, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biosynthesis+of+zinc+oxide+nanoparticles+by+cell-biomass+and+supernatant+of+Lactobacillus+plantarum+TA4+and+its+antibacterial+and+biocompatibility+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Biosynthesis of zinc oxide nanoparticles by cell-biomass and supernatant of Lactobacillus plantarum TA4 and its antibacterial and biocompatibility properties.</a> Sci Rep. 10, 19996(2020).</li>
<li>Gosens, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+agglomeration+state+of+nano-and+submicron+sized+gold+particles+on+pulmonary+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Part+Fibre+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Impact of agglomeration state of nano-and submicron sized gold particles on pulmonary inflammation.</a> Part Fibre Toxicol. 7 (1), 37(2010).</li>
<li>Zare, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+nanoparticles+aggregation%2Fagglomeration+in+polymer+particulate+nanocomposites+by+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+A+Appl+Sci+Manuf%22%5BJournal%5D)">Study of nanoparticles aggregation/agglomeration in polymer particulate nanocomposites by mechanical properties.</a> Compos A Appl Sci Manuf. 84, 158-164 (2016).</li>
<li>Kim, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+calcination+temperature+on+the+phase+composition%2C+photocatalytic+degradation%2C+and+virucidal+activities+of+TiO2+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Omega%22%5BJournal%5D)">Effects of calcination temperature on the phase composition, photocatalytic degradation, and virucidal activities of TiO2 nanoparticles.</a> ACS Omega. 6 (16), 10668-10678 (2021).</li>
<li>Aydin Acar, C., Gencer, M. A., Pehlivanoglu, S., Yesilot, S., Donmez, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+and+eco-friendly+biosynthesis+of+zinc+oxide+nanoparticles+using+Calendula+officinalis+flower+extract%3A+Wound+healing+potential+and+antioxidant+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Wound+J%22%5BJournal%5D)">Green and eco-friendly biosynthesis of zinc oxide nanoparticles using Calendula officinalis flower extract: Wound healing potential and antioxidant activity.</a> Int Wound J. 21 (1), e14413(2024).</li>
<li>Sana, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crotalaria+verrucosa+leaf+extract+mediated+synthesis+of+zinc+oxide+nanoparticles%3A+assessment+of+antimicrobial+and+anticancer+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Crotalaria verrucosa leaf extract mediated synthesis of zinc oxide nanoparticles: assessment of antimicrobial and anticancer activity.</a> Molecules. 25 (21), 4896(2020).</li>
<li>Zhang, H., Liang, Z., Zhang, J., Wang, W. P., Zhang, H., Lu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zinc+oxide+nanoparticle+synthesized+from+Euphorbia+fischeriana+root+inhibits+the+cancer+cell+growth+through+modulation+of+apoptotic+signaling+pathways+in+lung+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Arab+J+Chem%22%5BJournal%5D)">Zinc oxide nanoparticle synthesized from Euphorbia fischeriana root inhibits the cancer cell growth through modulation of apoptotic signaling pathways in lung cancer cells.</a> Arab J Chem. 13 (7), 6174-6183 (2020).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>12ウェルプレート</td><td>ネスト</td><td>703011</td><td>細胞培養とアッセイに使用</td></tr><tr><td>遠心分離機</td><td>SCILOGEX</td><td>SC1406</td><td>コロイド混合物からナノ粒子を分離するために使用</td></tr><tr><td>遠心分離管 &ndash; 15 mL</td><td>BIOFIL</td><td>CFT-312150</td><td>合成溶液を遠心分離するには&nbsp;</td></tr><tr><td>遠心チューブ &ndash; 5 mL</td><td>Biosharp&nbsp;</td><td>BS-50-CM-S</td><td>ナノ粒子を保存するには</td></tr><tr><td>CO2 インキュベーター</td><td>Thermo scientific</td><td>3010</td><td>HUVEC細胞を培養するには</td></tr><tr><td>ノイズ除去水</td><td>ミリポア</td><td>該当なし&nbsp;</td><td>抜粋の準備のため&nbsp;</td></tr><tr><td>DMEM培地</td><td>Cytiva</td><td>SH30243.01</td><td>細胞培養作業に使用</td></tr><tr><td>ファンネル</td><td>サーモサイエンティフィック</td><td>42600060</td><td>ろ過中に濾紙を保持するため</td></tr><tr><td>ガラスビーカー</td><td>ホウケイ酸&nbsp;</td><td>1102-50</td>水<td>抽出物の調製に使用されます</td></tr><tr><td>熱風オーブン</td><td>Genetimes</td><td>該当しない&nbsp;</td><td>ナノ粒子を乾燥させ、粉末状に収集するために使用されます</td></tr><tr><td>マグネチックスターラー</td><td>KYLIN-BELL</td><td>GL-5250-A</td><td>ナノ粒子合成に使用</td></tr><tr><td>顕微鏡</td><td>ニコン Eclipse</td><td>Ts2</td><td>顕微鏡撮影に使用&nbsp;</td></tr><tr><td>ペトリ皿</td><td>NEST</td><td>753001</td><td>ナノ粒子の採取に使用&nbsp;</td></tr><tr><td>ピペット 1 mL</td><td>ラボサイエンス&nbsp;</td><td>YEA17AD0055580</td><td>特定の量の溶液/抽出物を採取/追加するには</td></tr><tr><td>ピペットチップ 1 mL</td><td>SAINING&nbsp;</td><td>3014200-T</td><td>特定の量の溶液/抽出物を取る/追加するには</td></tr><tr><td>PTFE マグネティックミキサー攪拌器</td><td>LAN RAN</td><td>該当なし&nbsp;</td><td>ナノ材料合成プロセスに使用</td></tr><tr><td>水酸化ナトリウム</td><td>シグマ・アルリッチ</td><td>71690</td><td>合成時のpH調整に使用</td></tr><tr><td>ステンレスシザー</td><td>デリ</td><td>6034</td><td>樹皮材料の切り刻みに使用</td></tr><tr><td>T25組織培養フラスコ</td><td>NEST</td><td>707001</td><td>細胞の維持に使用&nbsp;</td></tr><tr><td>天秤&nbsp;</td><td>ラドワグ&nbsp;</td><td>AS220R2</td><td>化学物質の計量に使用&nbsp;</td></tr><tr><td>Whatman濾紙No.1</td><td>Newstar</td><td>GB / T1914-2017</td>合成硝酸亜鉛<td>の抽出物をろ過するために使用されます</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Sigma Alrich</td><td>13778-30-8</td><td>ナノ粒子の前駆体として使用の合成</td></tr></tbody></table>

eucommia ulmoides bark extractを用いた亜鉛系ナノ材料の製剤化とその創傷治癒能

Formulation of Zinc-Based Nanomaterials using the Eucommia ulmoides Bark Extract and their Wound Healing Potential

本研究では、 Eucommia ulmoides の樹皮を用いてナノ粒子を合成することを目指しています。樹皮材は、日陰の環境で完全に乾燥させました(図1)。樹皮材料は、サンプルを130°Cで20分間加熱することにより、熱水水性粗抽出物を調製するために利用されました。温度と期間のわずかな変化は、植物化合物を混乱させ、水性抽出物の調製に適さなくなる可能性があります。 E. ulmoides の水性粗樹皮抽出物を調製し、ナノ粒子合成に利用しました(図2)。調製した抽出物は、すぐに利用できます。抽出物を長期間保存すると、合成プロセスに影響を与える可能性があります。したがって、ナノ粒子の調製には、新たに調製した抽出物が推奨されます。
粗樹皮抽出物を介したZnO NPの合成の成功は、乳白色の出現とpHの変化によって確認されました(図3)。pHはナノ粒子のサイズと密接に関連しており、pHが9を超えると凝集し、サイズが不均一になります。合成したナノ材料の構造をTEM解析により確認し、 図4に示すように、合成したナノ粒子の粒径は80-90nmを示しました。NaOHは、反応混合物の急激な変化を防ぐために、滴下する必要があります。金属ベースのナノ製剤は、適切で、安価で、毒性が最も低いです。しかし、金属ベースのナノ材料は、その生物学的機能でよく知られています。
HUVECs細胞に対するEu-ZnO-NPsの細胞毒性は、異なる濃度のEu-ZnO-NPsを24時間曝露したCCK-8アッセイによって決定した。その結果、Eu-ZnO-NPsは、高濃度の50 μg/mLでHUVECs細胞に対して細胞毒性に顕著な変化を示さなかったことが示されました(図5)。適切な量の細胞をロードし、滅菌済みの200μLピペットチップを使用して均一なサイズの創傷を作製しました。細胞量が限界を超えると、pHが変化し、増殖速度が遅くなる可能性があります。細胞の移動と創傷閉鎖は、治療の24時間後に治療群で観察されましたが、対照では同様の変化は観察されませんでした。.創傷治癒活性の結果、合成されたEu-ZnO-NPはHUVECs細胞株で創傷治癒特性を示すことが明らかになりました。20 μg/mLのEu-ZnOナノマテリアルを濃度すると、細胞の移動が速くなり、創傷治癒特性が向上します。最も重要なことは、合成されたEu-ZnOナノ粒子が濃度依存的な作用機序を示したことです。さらに、24時間後の処理後、傷のある単層では細胞の増殖と遊走が観察され、対照細胞では細胞の遊走と増殖速度が不十分でした(図6)。創傷閉鎖の割合は、コントロールで16%、続いて10μg/mLで51%、20μg/mLで20μg/mLの治療群で81.5%と観察されました(図7)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67416/67416fig01.jpg"> 
図1: Eucommia ulmoidesの 樹皮片のコレクション。 水性温水抽出物の調製に使用された Eucommia ulmoides の樹皮の写真。抽出する前に、樹皮を徹底的に洗浄して不純物を取り除き、完全に陰干しする必要があります。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67416/67416fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67416/67416fig02.jpg"> 
図2: Eucommia ulmoides 樹皮抽出物の調製: ナノ粒子の合成に利用された Eucommia ulmoides 樹皮抽出物の写真。200mLの Eucommia ulmoides 樹皮抽出物は、20gの樹皮片を使用して調製されました。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67416/67416fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67416/67416fig03.jpg"> 
図3: Eucommia ulmoides 樹皮媒介ZnOナノ粒子の合成。 画像はEu-ZnOナノ粒子の形成を示しており、乳白色の溶液はEu-ZnOナノ粒子の形成を表しています。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67416/67416fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67416/67416fig04.jpg"> 
図4:透過型電子顕微鏡分析: この画像は、 Eucommia ulmoides 樹皮を介したZnOナノ粒子の異なる倍率を示しています(A)100 nmの倍率と(B)50 nmの倍率。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67416/67416fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67416/67416fig05.jpg"> 
図5:CCK-8細胞生存率アッセイ。 棒グラフは、0〜50μg/mLの異なる濃度で処理した後の細胞の生存率を表しているのに対し、処理されていない細胞はネガティブコントロールとして機能します。データは平均と標準偏差を表します。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67416/67416fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67416/67416fig06.jpg"> 
図6:創傷閉鎖評価のためのスクラッチアッセイ。 細胞を合成したEU-ZnO NP(10 μg/mLおよび20 μg/mL)およびEU-ZnO NPを含まない(対照群)処理し、24時間インキュベートしました。細胞の増殖および遊走は、EU-ZnO NPsで処理された細胞で観察された。 この <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67416/67416fig06large.jpg" target="_blank">図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67416/67416fig07.jpg"> 
図7:創傷閉鎖率。 棒グラフは、EU-ZnO NP 処理の有無にかかわらず、0 時間および 24 時間での HUVEC 単層の創傷閉鎖率を表しています。データは平均と標準偏差を表します。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67416/67416fig07large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>

Eucommia ulmoides Bark Extractを用いた亜鉛系ナノ材料の製剤化とその創傷治癒能

The aqueous extract from the bark of Eucommia ulmoides serves as a rich source of bioactive compounds with numerous health benefits. The protocol here ...

formulation-zinc-based-nanomaterials-using-eucommia-ulmoides-bark

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

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