水凝胶荟萃！10月水凝胶领域热点研究汇总：涉及3D打印、抗瘢痕愈合、肿瘤微环境等

ACS Nano   IF=15.8

从胰高血糖素样肽-1治疗剂工程化超分子纳米纤维库

Engineering Supramolecular Nanofiber Depots from a Glucagon-Like Peptide-1 Therapeutic（2024.10.29）

摘要：

糖尿病和肥胖已成为全球主要的健康问题。胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种天然的肠促胰岛素激素，可刺激胰岛素产生并抑制胰高血糖素分泌，以稳定和降低血糖水平并控制食欲。近年来, GLP-1受体激动剂 (例如, 司美鲁肽) 的治疗用途已经改变了治疗 2 型糖尿病和逆转肥胖的护理标准。天然GLP-1序列具有非常短的半衰期, 并且治疗进展来自分子工程, 以改变合成GLP-1受体激动剂的药代动力学特征, 从而能够每周一次施用, 降低注射频率, 并改善依从性。进一步扩展该轮廓的努力将提供额外的便利或实现完全不同的治疗方式。在这里, 通过整合假体自组装肽基序工程化可注射GLP-1受体激动剂储库, 以实现超分子纳米纤维形成和水凝胶化。这种超分子GLP-1受体激动剂 （PA-GLP1） 可在体外持续释放数周，支持长期治疗。此外, 在 2 型糖尿病的大鼠模型中, 与每日注射司美鲁肽相比, 单次注射超分子PA-GLP1 制剂实现了至少 40 天的持续血清浓度, 血糖水平总体降低且体重增加减少。通用和模块化方法也可扩展到其他下一代肽疗法。因此, 超分子纳米纤维储库的形成为控制糖尿病和治疗代谢紊乱提供了更方便和持久的治疗选择。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c10248

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#02

ACS Nano   IF=15.8

用于临床样品中高灵敏度免疫荧光检测的蛋白质微阵列的非接触式 3D 生物打印

Noncontact 3D Bioprinting of Proteinaceous Microarrays for Highly Sensitive Immunofluorescence Detection within Clinical Samples.（2024.10.29）

摘要：

免疫荧光测定被广泛用于检测患者样本中与疾病相关的生物标志物，以进行直接诊断。不幸的是，这些2D微阵列的重复性低，无法达到准确识别临床监测疾病进展所需的低检测限（LOD）。虽然生物识别分子密度增加的三维微阵列可以规避这些限制，但其粘性成分材料与当前的微阵列制造协议不兼容。在此，本文介绍了一个3D微阵列生物打印平台，其中两步打印方法可以实现免疫吸附水凝胶的高通量制造。水凝胶完全由交联蛋白组成，这些蛋白饰有临床相关的捕获抗体。与二维微阵列相比，这些蛋白质微阵列的信号强度增加了3倍。当使用临床相关生物标志物进行测试时，观察到对白细胞介素-6（LOD 0.3 pg/mL）和肿瘤坏死因子受体1（LOD 1 pg/mL）的超灵敏单plex和多路检测。当对临床样本进行挑战时，这些水凝胶微阵列始终能识别出来自全身性血液感染患者的血浆中白细胞介素-6水平升高。鉴于其易于实施、高通量制造和超灵敏检测，这些三维微阵列将能够更好地对疾病进展进行临床监测，从而改善患者结果。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c12460

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#03

Angewandte Chemie   IF=16.1

使用可降解 DNA 生物润滑剂打印微脉管系统的细胞嵌入牺牲策略

Printing Cell Embedded Sacrificial Strategy for Microvasculature using Degradable DNA Biolubricant（2024.10.26）

摘要：

微脉管系统对于组织细胞的持续功能至关重要 ， 并且在组织工程 ， 器官修复和药物筛选领域至关重要。然而, 使用现有策略制造微脉管系统仍然具有挑战性。本文开发了一种通用的打印细胞嵌入式牺牲策略（PRINCESS），并使用可降解的 DNA 生物润滑剂成功地制造了微血管。这是直接细胞打印制造微脉管系统的首次演示 ， 它消除了对后续细胞接种过程和相关缺陷的需求。利用 DNA 水凝胶的剪切稀化特性作为一种新型的牺牲性 ， 充满细胞的生物润滑剂 ， 我们可以打印 70 μ m 的内皮化微血管 ， 打破 100 μ m 的极限。据我们所知 ， 这是迄今为止生物打印过的最小的内皮化微血管系统。此外, DNA 水凝胶的自愈特性允许产生连续的分支结构。该策略为构建复杂的分层血管网络提供了新的平台 ， 并为工程化厚组织提供了新的机会。极低体积的牺牲生物润滑剂为 DNA 水凝胶在实际组织工程应用中的应用铺平了道路。高分辨率生物打印技术在未来打印淋巴管 ， 视网膜和神经网络方面也具有巨大潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202417510

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#04

Advanced materials   IF=27.4

可编程人工皮肤实现抗瘢痕愈合与多附件再生

Programmable Artificial Skins Accomplish Antiscar Healing with Multiple Appendage Regeneration（2024.10.25）

摘要：

功能性附件再生对于皮肤康复至关重要，但由于其在预防毁容性疤痕方面的无效性，目前现有的治疗方法一直失败。在这项研究中，提出了一种新颖的再生导向人工皮肤 （RDAS）系统，该系统基于多层水凝胶的合理设计，该多层水凝胶与天然皮肤基质非常相似。通过利用 DNA 组分的可编程性和结构刚性, 而不需要外源性细胞移植, 这种 RDAS 通过精确地引导伤口成纤维细胞中的再生过程、实现快速无瘢痕伤口修复、真皮功能的恢复以及多个附属物如毛囊 (HFs) 、皮脂腺 (SGs) 和汗腺 (SwGs) 的成功原位再生, 有效地最小化组织纤维化。因此, RDAS 提供了用于再生伤口愈合的无细胞抗瘢痕形成治疗策略, 导致改善的结果。这种创新方法在未来的临床应用和烧伤康复方面具有巨大潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202407322

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#05

ACS Nano   IF=15.8

综合纳米平台上治疗细胞外囊泡的高效、高质量的工程

Efficient, High-Quality Engineering of Therapeutic Extracellular Vesicles on an Integrated Nanoplatform.（2024.10.25）

摘要：

工程化细胞外囊泡 (EV) 已被认为是基因和细胞治疗的重要治疗剂。为了实现临床上期望的治疗, 用于 EV 工程的技术对产生 EV 的功效及其质量具有很高的要求, 然而, 由于其对治疗有效负载递送、 EV 分泌和细胞外微环境的有限控制, 其对于常规途径仍然具有挑战性。本文报告了一种纳米平台（PURE），它能够有效地进行电转染， 同时刺激细胞产生携带功能性 RNA 的高质量 EV 。PURE 进一步采用铵去除区来维持细胞外微环境的生理条件, 并且使用多孔水凝胶有效地 (87.1%) 原位捕获 EV 的 EV 摄取区。与从细胞天然分泌的那些相比 ， 该平台实现了约 12 倍高的工程化 EV 产量和 146 倍丰富的所需治疗剂。验证了 PURE 工程化的 miR - 130a - EV 在体外和体内有效上调 mTOR 信号传导途径。然后通过增强原始卵泡的体外活化来验证它们的治疗能力。体内应用进一步强调了 miR - 130a - EV 在恢复老年小鼠卵巢功能中的治疗效果。PURE 平台代表了 EV 介导疗法的临床转化策略。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c04730

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#06

摘要：

缺氧是实体肿瘤中常见的现象，可以刺激欺骗性肿瘤外切体的传播，这些外切体作为交桥的功能，并协调各种支持性细胞类型的招募，以提高肿瘤在肿瘤免疫微环境中的适应性。当前的纳米技术为我们提供了对抗缺氧肿瘤微环境的智能策略。然而，一旦暴露于外部刺激，如化疗，肿瘤细胞就会同时释放恶性信号，发展肿瘤迁移和免疫抑制，对临床实践构成挑战。利用膜靶向治疗策略，应用自组装短肽（PepABS-py），在肿瘤细胞表面提供水凝胶，可以用纤维样纳米结构阻断外切体的传播，并有效限制传统治疗方法的系统不良影响。此外，PepABS-py可以通过携带缺氧肿瘤过度表达的CA IX酶的抑制剂来减弱体内缺氧肿瘤微环境，其中缺氧也是诱导肿瘤外切体和介导免疫系统内细胞间通信的关键调节剂。在这里，它在干扰外切体通信中的应用可以通过调节外切体货物中的微RNA来靶向T细胞相关信号通路，并最终增强CD8+ T细胞浸润，缓解转移部位的炎症单核细胞。总体而言，PepABS-py具有阻断外切体传播的能力，可以作为一种有前途的肿瘤膜靶向治疗工具，以对抗免疫微环境中的肿瘤适应，并进一步推进传统化疗。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c07603

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10月份国内外生物医药领域水凝胶的进展整理到此结束。感谢大家关注！希望大家有所收获。下个月见！

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