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西北大學(xué)范代娣教授團(tuán)隊(duì)《Adv. Sci.》:電刺激療法和PHTB(TA-siRNA)水凝膠協(xié)同作用促進(jìn)糖尿病慢性傷口修復(fù)
2022-09-08  來(lái)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(jìn)的金屬蛋白酶(MMPs)和促炎癥細(xì)胞因子的過(guò)度表達(dá),導(dǎo)致糖尿病傷口的慢性炎癥。


  為了解決這些問(wèn)題,西北大學(xué)化工學(xué)院范代娣教授團(tuán)隊(duì)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(kāi)發(fā)了一種高效、無(wú)毒和可生物降解TA-siRNA納米凝膠。TA的酚類基團(tuán)粘附在細(xì)胞上的能力促進(jìn)了納米凝膠的細(xì)胞內(nèi)化,并能降低MMP9基因的表達(dá)。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(qiáng)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(guó)家自然科學(xué)基金以及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。


圖1 TA-siRNA納米凝膠和細(xì)胞內(nèi)化


  水凝膠中的動(dòng)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M(fèi)MP9基因的表達(dá)。水凝膠中的TA和HLC表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗炎、抗氧化和促進(jìn)細(xì)胞增殖的功能。此外,該研究還發(fā)現(xiàn)ES療法促進(jìn)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(jìn)了全層皮膚缺損和燒傷傷口的巨噬細(xì)胞極化、膠原蛋白生成和血管形成。總之,這項(xiàng)工作為構(gòu)建促進(jìn)糖尿病慢性傷口修復(fù)的基因遞送系統(tǒng)提供了一個(gè)有希望的有效策略。這項(xiàng)工作的結(jié)果鼓勵(lì)人們進(jìn)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(tuán)隊(duì)依托生物材料國(guó)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、陜西省三秦學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、陜西省高校青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等平臺(tái)和團(tuán)隊(duì),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(guó)、英國(guó)、新加坡、德國(guó)、澳大利亞、荷蘭、韓國(guó)、奧地利等多所國(guó)外高校和科研單位保持全面而深入的合作研究,高標(biāo)準(zhǔn)聚焦生物制藥領(lǐng)域前沿科學(xué)問(wèn)題。共發(fā)表SCI論文260篇,授權(quán)發(fā)明專利92件。團(tuán)隊(duì)帶頭人范代娣教授是西北大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)及生物醫(yī)藥研究院院長(zhǎng),入選中國(guó)化工學(xué)會(huì)會(huì)士、國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才、新世紀(jì)“百千萬(wàn)工程”國(guó)家級(jí)人選、科技部“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”,享有國(guó)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(yíng)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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