EngMedicine | 杨宇/刘学良团队:壳聚糖-普鲁士蓝纳米酶用于协同抗菌和抗炎治疗

文摘   2024-09-04 10:56   江苏  

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    导读    

细菌感染是一个日益严重的全球公共卫生问题,由于抗生素的不当使用,导致了耐抗生素病原体的出现。上海交通大学医学院分子医学研究院杨宇团队合成了一种壳聚糖-普鲁士蓝纳米酶(CS@PB),作为非抗生素剂用于细菌感染的抗菌和抗炎治疗。CS@PB表现出卓越的杀菌能力、抗炎特性和极低的毒性,使其成为新一代非抗生素抗菌剂治疗细菌感染的有效候选者。

背 景

自1928年青霉素被发现以来,抗生素的发展极为迅速,使得一度致命的细菌感染得以治愈。然而,抗生素的过度使用导致其有效性下降,促使抗微生物药物耐药性上升,从而威胁到对常见感染的治疗。

结 果

在此,上海交通大学医学院分子医学研究院杨宇团队设计了一种基于壳聚糖的普鲁士蓝纳米酶(CS@PB),用于全面抗菌和抗炎,治疗细菌感染,加速伤口愈合。CS@PB具有出色的纳米酶能力,能够清除自由基,并具备类似SOD和CAT的抗氧化特性,从而减少M1型巨噬细胞并诱导M2型巨噬细胞极化,显示出显著的抗炎活性。共聚焦图像显示,CS@PB显著增强了壳聚糖与细菌之间的物理相互作用,从而提高了壳聚糖的抗菌效果。在小鼠皮肤伤口感染模型中,CS@PB有效缓解了炎症,同时发挥了抗菌作用,促进了急性伤口的愈合。此外,在肺部感染小鼠模型中,CS@PB显著减少了肺部细菌数量,有效抑制了细菌感染和炎症引起的肺组织损伤,显示出在内部细菌感染治疗中的潜力。

图1. CS@PB通过协同清除活性氧和杀死细菌,促进体内细菌伤口愈合

结 论

总之,CS@PB通过杀菌和抗炎抑制细菌感染,为开发新一代非抗生素抗菌剂提供了一种有效策略。

图2. CS@PBs的制备及其在皮肤和肺部感染小鼠模型中协同抗炎除菌应用示意图

    总结与展望    

抗生素的广泛使用加剧了抗菌素耐药性,对全球公共卫生构成重大挑战。壳聚糖是一种天然多糖,具有令人印象深刻的抗菌活性,其功效可以减少细菌感染性炎症。在此,我们开发了CS@PB纳米酶,通过杀菌和抗炎相结合的策略成功抑制细菌感染,为开发新型非抗生素抗菌药物提供了新的途径。

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Website:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S295048992400006X

DOI: 

doi.org/10.1016/j.engmed.2024.100006

通讯作者


杨宇,上海交通大学医学院分子医学研究院研究员、博士生导师。国家海外高层次青年人才计划和上海市海外高层次人才计划入选者。近年来以临床需求为导向,专注于细胞表面核酸分子工程和基于生物材料的肿瘤免疫与微环境干预和治疗。课题组成立3年以来,以通讯作者在Sci. Adv.(2篇)、Chem(2篇)、J. Am. Chem. Soc.(3篇)、Angew. Chem. Int. Ed(2篇)、Adv. Mater. (2篇)、Nano Lett.(2篇)、ACS Nano(2篇)、ACS Cent. Sci.(2篇)、Research、Adv. Drug Deliv. Rev. 等国际高水平学术刊物上发表SCI文章40余篇。论文总引用6000余次,H因子41,多篇论文入选 “ESI高被引论文” ,并入选“全球Top 2%顶尖科学家”榜单。主持国家重点研发计划课题和国自然面上、青年项目等,获得澳门科技奖研究生科技研发奖(2018)、Baxter China青年研究者奖一等奖(2019),担任中国生物材料学会青年委员会委员、世界中医药学会联合会中药药剂委员会理事,并担任Nano Micro LettersExploration  AJPS 等期刊青年编委。

共同通讯


刘学良,上海交通大学医学院分子医学研究院/附属仁济医院浦南分院特别副研究员,研究工作聚焦构建金属DNA纳米组装体作为智能纳米药物实现高效、精准的肿瘤靶向治疗。近年来,申请人共计在Sci. Adv.、Adv. Mater.、Adv. Sci.、JACS、Angew等期刊发表第一(含共一)/通讯作者文章9篇。

第一作者


王建,河南农业大学本科,上海大学和上海交通大学附属仁济医院分子医学研究院联合培养硕士。硕士期间主要帮助完成课题组工作,学习纳米药物相关知识,围绕纳米材料构建高效抗细菌治疗领域开展硕士主要课题,目前在已在国际刊物发表SCI一篇,在中国科学院上海药物研究所担任实验助理工作。


EngMedicine 创刊词 | 滕皋军院士:打造医工交叉新生态!

来源:EngMedicine 医工交叉

撰稿:王建、刘学良

排版:李登明

美编:   天

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