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西北大學(xué)范代娣教授團隊《Adv. Sci.》:電刺激療法和PHTB(TA-siRNA)水凝膠協(xié)同作用促進糖尿病慢性傷口修復(fù)
2022-09-08  來源:高分子科技

  糖尿病慢性傷口是一種復(fù)雜其難治愈的疾病,除了氧化應(yīng)激和血管生成受損外,由高血糖促進的金屬蛋白酶(MMPs)和促炎癥細胞因子的過度表達,導(dǎo)致糖尿病傷口的慢性炎癥。


  為了解決這些問題,西北大學(xué)化工學(xué)院范代娣教授團隊近日在單寧酸(TA)和短干擾RNA(siRNA)之間自組裝相互作用的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一種高效、無毒和可生物降解TA-siRNA納米凝膠。TA的酚類基團粘附在細胞上的能力促進了納米凝膠的細胞內(nèi)化,并能降低MMP9基因的表達。將TA-siRNA納米凝膠與聚乙烯醇(PVA)、類人膠原蛋白(HLC)、TA和硼砂交聯(lián),制備出適應(yīng)性強的導(dǎo)電PHTB(TA-siRNA)水凝膠。該水凝膠能夠適應(yīng)形狀并填充不規(guī)則的深層傷口。此外,該水凝膠作為導(dǎo)電介質(zhì),改善了電流的傳輸,從而提高了電刺激(ES)療法的療效。該工作以“A Combination Therapy Using Electrical Stimulation and Adaptive, Conductive Hydrogels Loaded with Self-Assembled Nanogels Incorporating Short Interfering RNA Promotes the Repair of Diabetic Chronic Wounds” 為題發(fā)表在《Advanced Science》文章第一作者是西北大學(xué)雷桓博士。該研究得到國家自然科學(xué)基金以及國家重點研發(fā)計劃的支持。


圖1 TA-siRNA納米凝膠和細胞內(nèi)化


  水凝膠中的動態(tài)硼酸酯鍵響應(yīng)糖尿病傷口中高水平的活性氧(ROS),并釋放TA-siRNA納米凝膠以減少MMP9基因的表達。水凝膠中的TA和HLC表現(xiàn)出強大的抗炎、抗氧化和促進細胞增殖的功能。此外,該研究還發(fā)現(xiàn)ES療法促進了TA-siRNA納米凝膠從PHTB(TA-siRNA)水凝膠中的釋放以及納米凝膠的內(nèi)吞作用。這些結(jié)果表明,ES療法和適應(yīng)性、傳導(dǎo)性的PHTB(TA-siRNA)水凝膠具有協(xié)同作用。ES療法和PHTB(TA-siRNA)水凝膠的組合,明顯降低了糖尿病大鼠全層皮膚缺損和燒傷的MMP-9、ROS和炎癥因子的水平,還促進了全層皮膚缺損和燒傷傷口的巨噬細胞極化、膠原蛋白生成和血管形成。總之,這項工作為構(gòu)建促進糖尿病慢性傷口修復(fù)的基因遞送系統(tǒng)提供了一個有希望的有效策略。這項工作的結(jié)果鼓勵人們進一步研究復(fù)雜慢性傷口的有效療法。



  西北大學(xué)生物醫(yī)藥研究院團隊依托生物材料國家地方聯(lián)合工程研究中心、陜西省生物材料與發(fā)酵工程“四主體一聯(lián)合”工程中心、陜西省可降解生物醫(yī)用材料重點實驗室、陜西省三秦學(xué)者創(chuàng)新團隊、陜西省高校青年創(chuàng)新團隊等平臺和團隊,從生物制造的源頭—合成生物技術(shù)出發(fā),立足生物大分子及天然藥物活性成分的生物制造,聚焦大分子膠原蛋白及四環(huán)三萜類物質(zhì)的合成生物技術(shù)及生物學(xué)功效、分子結(jié)構(gòu)與功能、生物安全性等從基礎(chǔ)研究(生物合成)——功能發(fā)現(xiàn)——產(chǎn)業(yè)化——應(yīng)用的全鏈條研究,與美國、英國、新加坡、德國、澳大利亞、荷蘭、韓國、奧地利等多所國外高校和科研單位保持全面而深入的合作研究,高標準聚焦生物制藥領(lǐng)域前沿科學(xué)問題。共發(fā)表SCI論文260篇,授權(quán)發(fā)明專利92件。團隊帶頭人范代娣教授是西北大學(xué)化工學(xué)院院長及生物醫(yī)藥研究院院長,入選中國化工學(xué)會會士、國家“萬人計劃”領(lǐng)軍人才、新世紀“百千萬工程”國家級人選、科技部“創(chuàng)新人才推進計劃”,享有國務(wù)院政府特殊津貼專家。主要從事發(fā)酵工程,可降解生物材料,抗癌藥物,預(yù)防醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)醫(yī)學(xué)等方面研究。


  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201425

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