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西北大學范代娣教授團隊《Adv. Sci.》：電刺激療法和PHTB(TA-siRNA)水凝膠協同作用促進糖尿病慢性傷口修復

2022-09-08 來源：高分子科技

糖尿病慢性傷口是一種復雜其難治愈的疾病，除了氧化應激和血管生成受損外，由高血糖促進的金屬蛋白酶（MMPs）和促炎癥細胞因子的過度表達，導致糖尿病傷口的慢性炎癥。

為了解決這些問題，西北大學化工學院范代娣教授團隊近日在單寧酸（TA）和短干擾RNA（siRNA）之間自組裝相互作用的基礎上，開發了一種高效、無毒和可生物降解TA-siRNA納米凝膠。TA的酚類基團粘附在細胞上的能力促進了納米凝膠的細胞內化，并能降低MMP9基因的表達。將TA-siRNA納米凝膠與聚乙烯醇（PVA）、類人膠原蛋白（HLC）、TA和硼砂交聯，制備出適應性強的導電PHTB（TA-siRNA）水凝膠。該水凝膠能夠適應形狀并填充不規則的深層傷口。此外，該水凝膠作為導電介質，改善了電流的傳輸，從而提高了電刺激（ES）療法的療效。該工作以“A Combination Therapy Using Electrical Stimulation and Adaptive, Conductive Hydrogels Loaded with Self-Assembled Nanogels Incorporating Short Interfering RNA Promotes the Repair of Diabetic Chronic Wounds” 為題發表在《Advanced Science》文章第一作者是西北大學雷桓博士。該研究得到國家自然科學基金以及國家重點研發計劃的支持。

圖1 TA-siRNA納米凝膠和細胞內化

水凝膠中的動態硼酸酯鍵響應糖尿病傷口中高水平的活性氧（ROS），并釋放TA-siRNA納米凝膠以減少MMP9基因的表達。水凝膠中的TA和HLC表現出強大的抗炎、抗氧化和促進細胞增殖的功能。此外，該研究還發現ES療法促進了TA-siRNA納米凝膠從PHTB(TA-siRNA)水凝膠中的釋放以及納米凝膠的內吞作用。這些結果表明，ES療法和適應性、傳導性的PHTB(TA-siRNA)水凝膠具有協同作用。ES療法和PHTB(TA-siRNA)水凝膠的組合，明顯降低了糖尿病大鼠全層皮膚缺損和燒傷的MMP-9、ROS和炎癥因子的水平，還促進了全層皮膚缺損和燒傷傷口的巨噬細胞極化、膠原蛋白生成和血管形成�？傊�，這項工作為構建促進糖尿病慢性傷口修復的基因遞送系統提供了一個有希望的有效策略。這項工作的結果鼓勵人們進一步研究復雜慢性傷口的有效療法。

西北大學生物醫藥研究院團隊依托生物材料國家地方聯合工程研究中心、陜西省生物材料與發酵工程“四主體一聯合”工程中心、陜西省可降解生物醫用材料重點實驗室、陜西省三秦學者創新團隊、陜西省高校青年創新團隊等平臺和團隊，從生物制造的源頭—合成生物技術出發，立足生物大分子及天然藥物活性成分的生物制造，聚焦大分子膠原蛋白及四環三萜類物質的合成生物技術及生物學功效、分子結構與功能、生物安全性等從基礎研究（生物合成）——功能發現——產業化——應用的全鏈條研究，與美國、英國、新加坡、德國、澳大利亞、荷蘭、韓國、奧地利等多所國外高校和科研單位保持全面而深入的合作研究，高標準聚焦生物制藥領域前沿科學問題。共發表SCI論文260篇，授權發明專利92件。團隊帶頭人范代娣教授是西北大學化工學院院長及生物醫藥研究院院長，入選中國化工學會會士、國家“萬人計劃”領軍人才、新世紀“百千萬工程”國家級人選、科技部“創新人才推進計劃”，享有國務院政府特殊津貼專家。主要從事發酵工程，可降解生物材料，抗癌藥物，預防醫學和營養醫學等方面研究。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201425

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（責任編輯：xu）

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