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    空軍軍醫大學金巖團隊《Sci.Adv.》:工程化細胞外囊泡在調節炎癥和促進組織再生方面取得新進展
    2020-07-23  來源:高分子科技

      近日,空軍軍醫大學金巖、劉世宇團隊和西安交通大學陳鑫團隊合作在國際知名學術期刊Science Advances發表了題為“Chimeric apoptotic bodies functionalized with natural membrane and modular delivery system for inflammation modulation”的研究論文。該研究通過構建嵌合型工程化囊泡,靶向遞送核酸和小分子藥物重塑巨噬細胞功能并調節炎性微環境,促進炎性疾病的治療和組織再生。該研究突破了當前細胞外囊泡作為標準化轉運系統存在的多種瓶頸問題,推動了細胞外囊泡在疾病治療中的轉化應用。



      細胞外囊泡(EVs)是細胞釋放的一種可轉運生物活性分子的微小囊泡,在發育、免疫、再生、疾病發生等過程中發揮重要作用。相較于基于傳統納米材料的藥物遞送系統,天然EVs具有生物相容性良好等優勢,有望成為新一代藥物遞送載體。然而目前基于天然EVs構建工程化EVs仍面臨如何維持功能特異性、增強靶向性等多個瓶頸問題,阻礙細胞外囊泡作為藥物轉運載體的進一步轉化應用。


    圖1. 工程化凋亡小體的構建及作用機制。


      空軍軍醫大學金巖、劉世宇團隊長期從事干細胞及細胞外囊泡的生物學功能研究,在前期工作的基礎上,通過結合天然細胞外囊泡和人工納米材料的優勢,成功構建生物膜/合成材料嵌合的工程化囊泡,進一步增強天然囊泡的靶向性和治療分子的負載能力,通過靶向調控固有免疫細胞功能實現組織再生和炎性疾病治療。本研究的合作方西安交通大學化工學院陳鑫團隊長期從事醫用生物材料研究,本研究以介孔二氧化硅納米粒子作為工程化囊泡的構建內核,通過不同的修飾手段完成核酸和小分子化合物的負載和胞內釋放,降低了藥物的脫靶效應和不良反應,實現了工程化囊泡的模塊化構建。


      研究發現,在小鼠皮膚缺損模型及腸炎模型中,利用工程化囊泡能夠有效負載microRNA-21或姜黃素,經過靶向遞送實現治療分子在巨噬細胞內的精準釋放,調控巨噬細胞表型轉化,有效控制炎癥水平。治療組皮膚缺損愈合加快,新生皮膚結構完整;腸炎小鼠癥狀減輕,結腸組織炎性浸潤水平降低,腸腺結構得到保護。因此,工程化細胞外囊泡針對巨噬細胞的功能調控在組織缺損修復和炎性疾病的治療中產生了積極作用。


      以上研究成果發表于國際學術期刊Science Advances(IF=13.11)。該研究工作由空軍軍醫大學金巖教授、劉世宇副教授團隊和西安交通大學陳鑫研究員團隊合作完成。空軍軍醫大學博士研究生竇庚劉雪梅和西安交通大學博士研究生田然為本文共同第一作者,金巖教授劉世宇副教授陳鑫研究員為共同通訊作者。


      論文信息

      Geng Dou*, Ran Tian*, Xuemei Liu*, Pingyun Yuan, Qianwen Ye, Jin Liu, Siying Liu, Jun Zhou, Zhihong Deng, Xin Chen?, Shiyu Liu?, Yan Jin?. Chimeric Apoptotic Bodies Functionalized with Natural Membrane and Modular Delivery System for Inflammation Modulation. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aba2987.


      原文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/6/30/eaba2987


    團隊介紹:


      金巖教授,主任醫師、教授、博士生導師。“長江學者”特聘教授、國家杰出青年基金獲得者、教育部“創新團隊”牽頭人;入選“2015中國科學年度新聞人物”和“2016全國優秀科技工作者”;中國生物醫學工程學會組織工程與再生醫學分會主任委員(2015-2019);中華口腔醫學會口腔生物醫學專業委員會主任委員(2017-2020)。


      劉世宇副教授,入選中國科協“青年人才托舉工程”項目,研究成果在Cell Metabolism、Nature Biomedical Engineering、Science Advances、Autophagy、Cell Death Differ等雜志發表/接收。擔任中國生物醫學工程學會組織工程與再生醫學分會常務委員、中華口腔醫學會口腔生物醫學專業委員會委員,教育部工程研究中心副主任。


      陳鑫研究員,西安交通大學化工學院院長助理、高分子所所長,陜西省“百人計劃”教授,博士生導師。主要從事環境響應性智能藥物/基因靶向傳遞與控釋材料、新型仿生組織工程材料、生物化學微納傳感器的研究,研究成果在Nature Biomedical Engineering、Science Advances、ACS Nano、Advanced Functional Materials等期刊發表。

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    (責任編輯:xu)
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