CEJ|天津大学爱尔眼科医院华夏教授团队建立TRPV1靶向性的离子响应型水凝胶干眼治疗新策略

文摘   2024-10-14 17:13   天津  

在我国正常人群中干眼患病率高达20%~52.4%。随着环境污染的加重,电脑与空调的普及,电子产品和智能手机的大众化,干眼患病率逐年上升。现有干眼临床治疗方法存在药物眼表利用度低、部分药物具有系统性副作用或眼表刺激性等问题,使得开发新型治疗方法成为当务之急。

近期,天津大学爱尔眼科医院华夏教授团队,巧妙利用泪液的离子特性,构建出一种能够在眼表原位成胶的离子响应型多肽共组装水凝胶,成功阻断TRPV1离子通道介导的细胞焦亡,从而有效干预干眼症的进展。研究成果以题为“TRPV1-targeted ion-responsive hydrogel against pyroptosis of dry eye disease”发表在国际知名学术期刊Chemical Engineering Journal(中科院一区TOP期刊,IF:13.3),该文通讯作者为天津大学爱尔眼科医院华夏教授、南开大学化学院郭术涛教授、天津市眼科医院苑晓勇教授,第一作者为中南大学2021级博士生丁翔宇和爱尔眼科研究所研究专员穆菁青。 

研究团队利用固相合成法合成了TRPV1靶向性功能肽V1-Cal和离子响应型组装肽KFQ12,基于共组装原理制备了KFQ12/V1-Cal(KVC)水溶液,并利用多种方法进行了材料的表征(图1)。结果表明该水凝胶滴加到眼表后,在泪液的诱导下能够迅速转变为透明的水凝胶,并在瞬目作用下平铺到眼表,不仅不会改变原有的屈光参数还能显著延长药物在眼表的滞留时间,促进药物的长久释放(图2)。 

图1. KVC的形貌、机械性能、共组装特性表征 

图2. KVC水凝胶的释放特性和机制、眼表滞留能力和促进伤口愈合的能力

通过构建小鼠环境干眼模型,并给予KVC滴眼治疗,小鼠干眼相关临床指标均有所改善。继而取小鼠角膜上皮进行转录组测序,提示TRPV1相关离子运输及细胞焦亡(Pyroptosis)参与了药物干预过程(图3)。 

图3. KVC水凝胶改善小鼠的干眼相关临床指标,此过程与TRPV1通道和细胞焦亡有关

针对测序结果,在体外实验中构建干眼高渗模型,利用荧光共定位分析、钙离子探针等手段证明了TRPV1通道介导的钙信号引起了角膜上皮细胞的焦亡,KVC水凝胶可以阻断该过程(图4)。

图4. 探究TRPV1介导细胞焦亡导致干眼进展的机制及KVC水凝胶的阻断效果

该研究巧妙利用泪液的离子特性,设计出一种能够在眼表原位成胶的纳米制剂,成功阻断TRPV1离子通道介导的细胞焦亡,从而有效干预干眼症的进展。这一创新性成果不仅为干眼症的治疗提供了新的思路,也为其发病机制的深入研究开辟了新的视角,期待这一研究能为广大干眼症患者带来福音(图5)。 

图5. KVC水凝胶的共组装和干眼治疗机制模式图

华夏教授团队长期致力于眼前节疾病及眼表免疫性疾病的基础研究,对眼表固有免疫学理论进行深入的理论研究。开展炎症小体参与眼固有免疫在眼感染免疫性疾病机制的研究与眼免疫性损伤疾病的研究;开展白内障相关药物、纳米载药体系构建及眼部药物递送、视网膜类器官的分化与移植等基础研究。团队与国内外多家眼科实验室保持良好的合作。

该团队研究成果在国内外专业期刊杂志共发表科研论文30余篇,包括:ACS Nano、CEJ、JACI、IOVS、AJO等知名期刊,单篇最高影响因子达到15.8。承担国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年基金以及天津市自然科学基金面上项目等多项研究项目。目前在中南大学、天津大学均有招生,欢迎广大学子咨询和报考(联系人:张婉君 18522128764)。




科普专栏

天津爱尔眼科
用爱守护人类眼健康
 最新文章