▷2024/12/02
同萃生材
#高分文献◁
本文导读
全球老龄化加剧心血管疾病负担，血管内膜增生成主要致病因素，传统药物治疗效果有限，急需高效基因疗法，但rAAV递送困难仍在。现如今，研究人员致力于开发具有精确递送技术的高效基因载体，以提高其有效性。
基于这样的背景，研究人员提出了具有基因治疗能力的多功能多巴胺-明胶微针贴剂，以实现血管周围基因递送以治疗内膜增生。
这些明胶冷冻干燥制成的贴剂带有重组腺相关病毒（rAAV）的尖端和多巴胺涂层背衬层。冻干明胶不仅可以有效保持rAAV的治疗活性，还可以证明能够穿透外膜进行有效递送。多巴胺的掺入促进了贴剂粘附并延长了释放持续时间。研究人员已经证明了负载rAAVs的微针贴片（AMNPs）在血管周围基因递送中的作用并可以抑制大鼠颈动脉再狭窄。本研究表明AMNPs在治疗血管性内膜增生疾病方面具有临床价值。
成果题名：Multifunctional Microneedle Patches for Perivascular Gene Delivery and Treatment of Vascular Intimal Hyperplasia
发表期刊：《ACS Nano》
成果介绍
图1 具有血管周围基因递送能力的可溶解微针贴片的示意图
1、微针贴片的制备和表征
研究人员制备了带有rAAV的明胶微针贴片，其中微针尖端用于基因治疗，背衬层含有多巴胺。通过离心和冷冻干燥工艺，研究人员得到了结构多孔、形状整齐的微针，这种结构有助于保持rAAV的活性。实验结果表明，冷冻干燥法更适合制备微针贴片，因此被选为后续实验的方法。
图2 微针贴片的制备和表征
2、MN贴片的机械性能和附着力测试
研究人员评估了明胶和多巴胺对微针贴片穿刺能力和粘附性能的影响。通过测试不同浓度明胶（10%至25%）的微针，发现25%明胶含量的微针具有最佳机械强度，能承受约0.6N的压缩力，适合刺穿皮肤外膜。多巴胺的加入对性能提升作用有限。因此，选择25%明胶浓度用于后续实验。
图3 MN贴片的机械性能和附着力测试
3、微针穿透和降解性能的表征
研究人员通过在37°C下对琼脂糖凝胶和猪主动脉血管进行离体模拟，验证了微针贴片的穿刺能力和模拟rAAVs释放。使用50nm荧光纳米颗粒填充微针，证实了微针能穿透凝胶并模拟药物扩散。在猪动脉上的应用显示，微针能渗透血管壁并输送药物。降解实验表明，随着多巴胺浓度增加，微针和背衬层的溶解时间延长，其中Gel-HDA组背衬层降解时间超过24小时，有助于防止rAAV泄漏。因此，选择纯明胶微针尖端和Gel-HDA背衬层进行后续实验。
图4 微针穿透和降解性能的表征
4、微针贴片中rAAV的转染能力
实验初步评估了微针贴片的生物相容性和rAAV转染效率。在动脉平滑肌细胞（ASMC）上比较了rAAVs的转染效率，选择了1×1011 v.g./cm2 作为每个微针贴片的药物携带能力。通过LSCM观察和流式细胞术分析，发现rAAV-GFP溶液和贴剂的转染效率没有显著差异，但冻干过程会部分损害rAAVs活性。ASMCs和内皮细胞（ECs）与rAAVs贴剂共培养后，活/死细胞染色和CCK-8测定显示AMNPs具有良好的生物相容性。
图5 微针贴片中rAAV的转染能力
5、新内膜增生模型中rAAV-MN贴剂治疗的结果
通过高脂肪饮食和球囊损伤法成功建立了SD大鼠的关节狭窄模型，模拟新内膜增生。应用rAAV-GFP微针贴片（AMNPs）进行治疗后，结果显示贴剂处理组在左颈动脉区域有显著的绿色荧光，表明转染效率较高。与对照组相比，rAAV-miR-145贴片组新内膜增生和病变程度显著降低，证实了其对新内膜增生的抑制作用。定量分析和wb结果进一步支持了AMNPs的治疗效果，显示其能显著改善血管狭窄。此外，主要器官的形态和结构正常，表明AMNPs具有良好的生物相容性和安全性，具有治疗新内膜增生相关血管疾病的潜力。
图6 新内膜增生模型中rAAV-MN贴剂治疗的结果
总
结
本研究开发了一种粘附性微针贴片（AMNPs），用于在动脉壁中调节miR-145，减少新内膜增生并治疗血管狭窄。这种贴片主要由生物相容性明胶制成，尖端装有rAAV用于基因治疗，背面装有用于组织粘附的多巴胺。在大鼠颈动脉新内膜增生模型中，AMNPs显示出治疗潜力，表明其作为基因治疗载体的潜力，可促进rAAV的加载和保存，对心血管疾病的基因治疗具有临床价值。
文章来源：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c09527
点击文末左下角 “阅读原文”可快速跳转至原文文献！
点击关注公众号，获取更多选题推荐及前沿热点资讯
咨询合作 & 科研服务
项目合作、咨询及科研服务（纳米、凝胶、微针、生信分析、临床研究）可联系戚老师或周老师~
戚老师 17521512675
周老师 19370757002
入群交流
围绕纳米、水凝胶、微针等生物材料在医学领域的应用，同萃创化也建有“学术交流群”，添加右侧微信即可入群交流啦！
关于我们
读完有所收获，请点击“关注”、“分享”、“在看”、“点赞”图标，支持下创化的内容创作，让我们为更多的科研工作者、科室专家朋友们分享前沿热点资讯~
分享、在看、点赞
快来戳我看看吧
