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北京基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所劉志強/袁增強、浙江大學(xué)相佳佳 AFM：蛛網(wǎng)啟發(fā)的具有微環(huán)境靶向性及多級響應(yīng)功能的粘性納米系統(tǒng)
2023-06-16  來源：高分子科技

  缺血損傷是世界范圍內(nèi)導(dǎo)致死亡和殘疾的主要原因之一。由于缺血損傷后細胞內(nèi)和細胞外微環(huán)境的多種變化，使得傳統(tǒng)的單一藥物治療效果十分有限。納米藥物載體為發(fā)展剌激響應(yīng)型的智能納米給藥系統(tǒng)提供了契機?但納米藥物的遞送效率、復(fù)雜病理微環(huán)境的適應(yīng)性仍有待改善。



  近日，北京基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所劉志強副研究員、袁增強研究員與浙江大學(xué)相佳佳教授團隊借鑒于蜘蛛網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與工作機制，設(shè)計并制備了一種基于透明質(zhì)酸的具有連續(xù)多級微環(huán)境響應(yīng)性的網(wǎng)狀納米系統(tǒng)，用于缺血性損傷智能調(diào)控修復(fù)。該納米系統(tǒng)通過透明質(zhì)酸（HA）粘附于損傷部位，提高藥物在損傷部位的滯留。隨后，透明質(zhì)酸在損傷區(qū)上調(diào)表達的透明質(zhì)酸酶水解下解體,并在損傷區(qū)ROS作用下釋放其攜載的VEGF表達質(zhì)粒，這一過程將中和部分ROS，降低氧化應(yīng)激損傷。游離的透明質(zhì)酸可抑制損傷急性期的鐵死亡并發(fā)揮免疫調(diào)控功能，VEGF質(zhì)粒進入細胞后響應(yīng)損傷區(qū)局部低氧微環(huán)境上調(diào)目的基因VEGF的表達，促進損傷修復(fù)。


圖1. 蛛網(wǎng)啟發(fā)的具有微環(huán)境靶向性及多級響應(yīng)功能的粘性納米系統(tǒng)制備及用于缺血組織修復(fù)的機制。


  粘性網(wǎng)狀納米系統(tǒng)在缺血微環(huán)境中注射后的不同階段具有連續(xù)的三重響應(yīng)功能。I) 網(wǎng)狀納米系統(tǒng)注入損傷部位后損傷部位高表達的Hyal降解HA促進納米顆粒釋放及被心肌細胞攝；II) 質(zhì)粒載體B-PDEA響應(yīng)細胞內(nèi)ROS由正電荷轉(zhuǎn)化為負電荷的，促進宿主細胞攝取納米顆粒后的質(zhì)粒釋放；III) 局部損傷低氧微環(huán)境激活質(zhì)粒治療因子VEGF的表達。


  雖然在此研究主要在心肌缺血模型中驗證了納米系統(tǒng)的有效性，但由于透明質(zhì)酸的受體分子在各組織中廣泛表達，且聚合物B-PDEA可有效介導(dǎo)神經(jīng)細胞、神經(jīng)干細胞和腎臟細胞等多種細胞中的基因轉(zhuǎn)染，因此該納米系統(tǒng)可以適用于多種組織修復(fù)，且可根據(jù)不同的組織損傷類型，更換不同治療基因，如對于神經(jīng)修復(fù)，可用BDNF替代VEGF。


圖2. 網(wǎng)狀粘性納米系統(tǒng)在各組織中的治療潛能。


  相關(guān)研究成果以“Cobweb-Inspired Microenvironment-Targeting Nanosystem with Sequential Multiple-Stage Stimulus-Response Capacity for Ischaemic Tissue Repair”為題發(fā)表于《Advanced Functional Materials》，DOI: 10.1002/adfm.202301451。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202301451

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