温州医科大学徐荷林副教授团队:ROS响应胶凝的粘性流体调节氧化-还原稳态修复炎性肠病黏膜屏障

文摘   2024-06-29 11:24   浙江  

图1. HSD粘性液体治疗肠炎设计思路图:HSD粘性液体由巯基透明质酸(HS)和超氧化物歧化酶(SOD)组成;HSD为流动的液体,灌肠后SOD感知肠炎部位超氧阴离子(·O2-),将其转变为H2O2;HS则进一步将H2O2清除,同时聚合物分子巯基发生交联,提高HSD在结肠黏膜的粘附滞留能力;HSD粘性流体治疗通过提高抗氧化酶和还原酶,调节肠炎部位氧化应激状态,修复结肠黏膜屏障,抑制炎症。

      溃疡性结肠炎(UC)属于炎症性肠病,是一种病因尚不十分清楚的结肠和直肠慢性非特异性炎症性疾病,病变局限于大肠黏膜及黏膜下层。溃疡性结肠炎的发病与肠黏膜上皮屏障通透性增加相关。结肠炎患者的结肠粘液层松散或脱落,隐窝上皮层大量塌陷,导致病原体、过敏原和毒素通过上皮层转移到固有层,从而引发不受控制的免疫相关炎症反应。目前治疗主要通过抗炎、免疫调节维持疾病的缓解,控制症状。温州医科大学药学院徐荷林副教授团队通过半胱胺接枝透明质酸(HS)和超氧化物歧化酶(SOD)设计了用于UC治疗的粘性液体HSD。HSD液体通过灌肠输注到炎症结肠黏膜时,SOD会将病理性超氧化物转化为过氧化氢(H2O2),随后被HS清除。在清除H2O2的同时,HSD由溶胶向凝胶转变,增强其在病变结肠的粘附与滞留。DSS诱导的结肠炎小鼠实验表明,HSD治疗后肠上皮细胞修复完好,并且细胞间紧密连接蛋白(Zonula-1和Claudin-5)明显恢复,有效修复肠黏膜屏障。而且,HSD治疗可以激活Nrf2-HO-1途径,上调抗氧化酶(SOD、GPx和GSH)来调节氧化-还原稳态。 本研究将功能生物材料和生物酶结合构建的创新治疗方式可为炎性肠病治疗提供新思路。

图2. HSD对DSS诱导结肠炎小鼠的治疗效果:(A) DSS诱导结肠炎方案及HSD治疗方案;(B)整个治疗期间结肠炎小鼠的体重变化;(C)整个治疗期间结肠炎小鼠的疾病活动指数(DAI)变化;(D)不同灌肠治疗小鼠的结肠镜图像;(E)基于结肠镜图像的结肠溃疡评分;(F)各组脾脏重量;(G)结肠代表性图像和(H)不同治疗后结肠统计长度;(I)不同治疗后结肠组织中的MPO水平;(J)结肠H&E染色;(K)基于H&E染色的组织学评分(* p< 0.05,** p< 0.01,*** p < 0.001)

作者简介:

第一作者:上官建勋,温州医科大学2021级硕士研究生,在校期间获得温州医科大学学业奖学金二等奖,校级优秀毕业生。

共同第一作者:余丰楠,温州医科大学2022级研究生,在校期间获得温州医科大学一等学业奖学金,二等学业奖学金,校级优秀研究生干部等荣誉。

共同第一作者:丁冰羽,温州医科大学2023级硕士研究生,在校期间获得温州医科大学二等学业奖学金、校级优秀研究生干部等荣誉。

通讯作者:徐荷林,温州医科大学药学院副教授(校聘研究员),浙江省高校领军优秀青年人才,温州市科技创新青年拔尖人才,中国超声医学工程分子影像学会青年委员,浙江省药物制剂青委会副主任委员;主要研究领域为黏膜疾病治疗的智能响应型递药系统设计与开发;以通讯或第一作者在Adv Funct Mater,Chemical Engineering Journal, J Control Release、Biomaterials等本学科权威期刊等发表SCI论文50余篇,获得发明授权专利6项,进入全球前2 %科学家榜单;主持包括国家自然科学青年基金、浙江省自然科学基金、浙江省卫生厅以及温州市重大等科研项目7项。

论文信息:
Jianxun Shangguan#, Fengnan Yu#, Bingyu Ding#, Zhijiang Jiang, Jie Wang, Dingwei Li, Yi Chen, Yingzheng Zhao, Sunkuan Hu, Helin Xu*. Acta Biomaterialia, 2024.
https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.06.021
50天开放链接:https://authors.elsevier.com/sd/article/S1742-7061(24)00336-2

     该研究获得温州市重大科技项目(ZY2022025),浙江省卫生科技项目(2024KY1236)支持。

Acta Biomaterialia
High impact biomaterials research advancing understanding of structure, properties, and function
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