研究内容简介
背景介绍:溃疡性结肠炎(UC)是一种病因不明且反复发作的炎症性肠病。近年来,其发病率呈现急剧上升趋势。目前常用于UC临床治疗的药物主要有四类:水杨酸及其衍生物、激素类药物、免疫抑制剂和生物制剂。然而,这些药物常常面临着水溶性差、体内半衰期短、价格昂贵和*副作用大等问题。为克服这些问题,多种纳米药物递送系统先后被开发,有望提高UC的治疗效果。
天然材料蕴含诸多特殊性质,值得我们去探索。丝素蛋白作为一种来源丰富的天然生物大分子,以其良好的生物相容性、生物可降解性、自组装性能和易功能化修饰等性质,具有作为药物递送载体材料的巨大潜力。在本研究中,我们以再生丝素蛋白为载体材料,构建了硫酸软骨素表面靶向修饰载姜*素(CUR)的纳米药物(CS-CUR-NPs)。研究发现CS-CUR-NPs具有明显的pH、ROS和GSH三种刺激响应性。进一步的研究还发现该纳米药物的pH/ROS刺激响应性与粒子内部的β-sheet微晶结构相关,而GSH响应性则与丝素分子间的二硫键相关。于是,在酸性、ROS和(或)GSH存在下,丝素纳米粒子的二级结构单元或二硫键遭到破坏,降低了粒子内部的紧凑性,从而促使抗炎药物的响应性释放。
巨噬细胞与UC的发生和发展密切相关,已成为UC治疗的一种重要靶细胞。本研究所构建的CS-CUR-NPs能特异性靶向CD44过表达的巨噬细胞。体外实验结果显示,CS-CUR-NPs具有明显的多重刺激响应性、良好的靶向性、抑制促炎细胞因子分泌和提高抗炎因子分泌的能力。接下来的动物实验表明,不管是口服还是静脉注射给药,该纳米药物均表现出了优异的靶向结肠炎症组织部位巨噬细胞和缓解UC的能力,并且显著延长了UC患病小鼠的存活时间。肠道微生态与肠道疾病是一个统一、动态平衡的有机系统。我们进一步发现该纳米药物能重塑肠道微生态,并维持其动态平衡。综上所述,我们利用再生丝素蛋白,成功制备了一种靶向纳米药物,发现其具有优异的多重刺激响应性,并揭示了其响应机制,进一步证实了其具有优异的UC治疗效果和生物安全性,从而为UC治疗提供了一种潜在的纳米药物递送系统。
西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室苟双全硕士、*亚梅硕士和华中科技大学生命科学与技术学院万影教授为该论文共同第一作者。肖波教授为论文通讯作者,西南大学材料与能源学院康跃*教授和西南大学化学化工学院*进教授为本研究提供了大力帮助,为论文的共同通讯作者。
课题组简介西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室肖波教授:博导,主要从事多种炎症疾病和恶性肿瘤治疗相关口服纳米药物系统研究。近年来主持多项国家自然科学基金、美国心脏协会(AmericanHeartAssociation)研究基金及其他省部级研究项目。入选“重庆青年拔尖人才”,“重庆市高等学校青年骨干教师”,是中国微米纳米技术学会高级会员、中国生物材料学会会员、重庆功能材料学会常务理事。近5年来,先后以通讯作者在Gastroenterology、ACSnano、Biomaterials、JournalofControlledRelease、Theranostics、Nanoscale、MolecularTherapy、ACSSustainableChemistryEngineering和ExpertOpiniononDrugDelivery等国际著名学术期刊上发表学术论文30余篇;申请美国专利2项(授权1项)和中国专利9项。
课题组主页:bxiao.polymer.cn
西南大学化学化工学院*进教授:博导,重点