青岛大学于涛和亓洪昭团队《ACS AMI》：多阶段响应型纳米复合物通过改善口服核酸药物在结肠内的蓄积和分布来减轻溃疡性结肠炎

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溃疡性结肠炎是一种慢性肠炎，具有非特异性和肠粘膜修复受损等特点。口服核酸药物是国内外研究的热点，但其稳定性和靶向性依然是限制其发展的主要瓶颈。口服核酸药物可同时实现对肠部炎症的抑制和肠粘膜的修复，克服目前临床药物存在的问题。目前口服靶向给药载体更多地关注药物在结肠中的富集，而忽略药物到达结肠部位后的分布情况及其对治疗效果的影响。

近期，青岛大学转化医学研究院于涛和亓洪昭团队在核酸药物靶向治疗结肠炎取得新进展，通过开发一种基于高分子纳米胶囊和海藻酸盐的多级响应型纳米复合物 (MSNs) 改善口服核酸药物在结肠中的蓄积和分布，成功缓解溃疡性结肠炎，促进核酸药物在溃疡性结肠炎治疗中的临床转化。相关成果以标题为“Multistage-Responsive Nanocomplexes Attenuate Ulcerative Colitis by Improving the Accumulation and Distribution of Oral Nucleic Acid Drugs in the Colon”发表在TOP期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。青岛大学转化医学研究院于涛教授、亓洪昭教授为共同通讯作者，硕士研究生李肖欣，杨艳艳助理教授为本论文的共同第一作者。此项目得到了国家自然基金项目和青岛市惠民基金项目支持。

研究人员将核酸药物通过原位自由基聚合包裹在纳米胶囊中，然后通过静电作用将海藻酸盐与其络合。由于钙离子与海藻酸盐的交联作用，复合物可被钙离子进一步压缩形成MSN。MSNS在胃中具有pH反应性，可以在胃中变得疏水，以抑制亲水性胃蛋白酶的损伤；在结肠腔中具有酶反应性，由于结肠细菌产生的酶降解藻酸盐，它们很容易被分解；在细胞质中具有氧化还原反应性，游离的小尺寸纳米胶囊(24−36 nm)可以有效地将核酸药物运送到上皮细胞和粘膜下层细胞，如巨噬细胞和平滑肌细胞，从而调节炎症和粘膜愈合。（如图1）

图1. MSN的制备机理和核酸给药过程

通过细胞水平验证，MSN能够被巨噬细胞以及肠上皮细胞摄取。（如图2）

图2.细胞摄取图

利用三维活体成像技术以及共聚焦成像，证明 MSNs能够在1小时内到达结肠炎症部位并能有效地将核酸药物转运到粘膜下层甚至肌层。（如图3）

图3. MSN靶向性示意图 灌胃给予MSN后不同时间(0、1、2、4、12h)小鼠的荧光图像以及小鼠胃肠道切除后的荧光图像（左）；共聚焦荧光显微镜观察Cy5.5标记的miR-320在结肠切片中的分布（右）。

在动物水平进一步验证MSN的治疗效果，MSNs能够改善结肠炎小鼠体重减轻、结肠长度变短以及肛周便血情况，并缓解疾病活动度。（如图4）

图4. MSN动物水平验证 经灌胃、尾静脉和灌肠处理的DSS诱导的小鼠在7d内体重变化图（左上）；小鼠代表性结肠的图像（右上）；小鼠肛周便血情况（左下）；DSS治疗7天的结肠炎疾病活动性指数（右下）。

原文链接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c21595

作者简介：

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于涛，博士，青岛大学特聘教授，青岛大学转化医学研究院再生医学中心主任，青岛大学附属医院心脏超声科科研主任。主要从事心血管疾病和慢性炎症的发病和调控机制及其转化产品研发等方面的工作。近年在Nature Cell Biology, European Heart Journal, Redox Biology, ACS Appl Mater Interfaces, Angiogenesis, Cell Death& Disease, Free radical biology and medicine等国际一流期刊发表SCI论文80余篇，它引3400余次，H-index为32，高被引论文4篇；现为多个SCI期刊的客座主编、编委和特邀审稿专家；目前主持多项国家自然科学基金和省市重点项目等；曾获得海外优秀自费留学生奖、青岛市青年科技奖等多项奖励。

亓洪昭，博士，助理教授，青岛大学青年卓越人才。主要从事新型纳米药物递送系统（Nano-based Drug Delivery System (NDDS)）的设计开发与应用研究。近年以第一/并列第一作者或通讯作者身份在Advanced Materials，ACS Nano，Theranostics，ACS Applied Materials & Interfaces等期刊发表多篇论文。目前承担国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目。

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