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北京基礎醫學研究所劉志強/袁增強、浙江大學相佳佳 AFM：蛛網啟發的具有微環境靶向性及多級響應功能的粘性納米系統

2023-06-16 來源：高分子科技

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

近日，北京基礎醫學研究所劉志強副研究員、袁增強研究員與浙江大學相佳佳教授團隊借鑒于蜘蛛網的結構與工作機制，設計并制備了一種基于透明質酸的具有連續多級微環境響應性的網狀納米系統，用于缺血性損傷智能調控修復。該納米系統通過透明質酸（HA）粘附于損傷部位，提高藥物在損傷部位的滯留。隨后，透明質酸在損傷區上調表達的透明質酸酶水解下解體,并在損傷區ROS作用下釋放其攜載的VEGF表達質粒，這一過程將中和部分ROS，降低氧化應激損傷。游離的透明質酸可抑制損傷急性期的鐵死亡并發揮免疫調控功能，VEGF質粒進入細胞后響應損傷區局部低氧微環境上調目的基因VEGF的表達，促進損傷修復。

圖1. 蛛網啟發的具有微環境靶向性及多級響應功能的粘性納米系統制備及用于缺血組織修復的機制。

粘性網狀納米系統在缺血微環境中注射后的不同階段具有連續的三重響應功能。I) 網狀納米系統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取；II) 質粒載體B-PDEA響應細胞內ROS由正電荷轉化為負電荷的，促進宿主細胞攝取納米顆粒后的質粒釋放；III) 局部損傷低氧微環境激活質粒治療因子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的有效性，但由于透明質酸的受體分子在各組織中廣泛表達，且聚合物B-PDEA可有效介導神經細胞、神經干細胞和腎臟細胞等多種細胞中的基因轉染，因此該納米系統可以適用于多種組織修復，且可根據不同的組織損傷類型，更換不同治療基因，如對于神經修復，可用BDNF替代VEGF。

圖2. 網狀粘性納米系統在各組織中的治療潛能。

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

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

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（責任編輯：xu）

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