西北大学范代娣教授团队《Adv. Sci.》：电刺激疗法和PHTB(TA-siRNA)水凝胶协同作用促进糖尿病慢性伤口修复

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糖尿病慢性伤口是一种复杂其难治愈的疾病，除了氧化应激和血管生成受损外，由高血糖促进的金属蛋白酶（MMPs）和促炎症细胞因子的过度表达，导致糖尿病伤口的慢性炎症。

为了解决这些问题，西北大学化工学院范代娣教授团队近日在单宁酸（TA）和短干扰RNA（siRNA）之间自组装相互作用的基础上，开发了一种高效、无毒和可生物降解TA-siRNA纳米凝胶。TA的酚类基团粘附在细胞上的能力促进了纳米凝胶的细胞内化，并能降低MMP9基因的表达。将TA-siRNA纳米凝胶与聚乙烯醇（PVA）、类人胶原蛋白（HLC）、TA和硼砂交联，制备出适应性强的导电PHTB（TA-siRNA）水凝胶。该水凝胶能够适应形状并填充不规则的深层伤口。此外，该水凝胶作为导电介质，改善了电流的传输，从而提高了电刺激（ES）疗法的疗效。该工作以“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” 为题发表在《Advanced Science》文章第一作者是西北大学雷桓博士。该研究得到国家自然科学基金以及国家重点研发计划的支持。

图1 TA-siRNA纳米凝胶和细胞内化

水凝胶中的动态硼酸酯键响应糖尿病伤口中高水平的活性氧（ROS），并释放TA-siRNA纳米凝胶以减少MMP9基因的表达。水凝胶中的TA和HLC表现出强大的抗炎、抗氧化和促进细胞增殖的功能。此外，该研究还发现ES疗法促进了TA-siRNA纳米凝胶从PHTB(TA-siRNA)水凝胶中的释放以及纳米凝胶的内吞作用。这些结果表明，ES疗法和适应性、传导性的PHTB(TA-siRNA)水凝胶具有协同作用。ES疗法和PHTB(TA-siRNA)水凝胶的组合，明显降低了糖尿病大鼠全层皮肤缺损和烧伤的MMP-9、ROS和炎症因子的水平，还促进了全层皮肤缺损和烧伤伤口的巨噬细胞极化、胶原蛋白生成和血管形成。总之，这项工作为构建促进糖尿病慢性伤口修复的基因递送系统提供了一个有希望的有效策略。这项工作的结果鼓励人们进一步研究复杂慢性伤口的有效疗法。

西北大学生物医药研究院团队依托生物材料国家地方联合工程研究中心、陕西省生物材料与发酵工程“四主体一联合”工程中心、陕西省可降解生物医用材料重点实验室、陕西省三秦学者创新团队、陕西省高校青年创新团队等平台和团队，从生物制造的源头—合成生物技术出发，立足生物大分子及天然药物活性成分的生物制造，聚焦大分子胶原蛋白及四环三萜类物质的合成生物技术及生物学功效、分子结构与功能、生物安全性等从基础研究（生物合成）——功能发现——产业化——应用的全链条研究，与美国、英国、新加坡、德国、澳大利亚、荷兰、韩国、奥地利等多所国外高校和科研单位保持全面而深入的合作研究，高标准聚焦生物制药领域前沿科学问题。共发表SCI论文260篇，授权发明专利92件。团队带头人范代娣教授是西北大学化工学院院长及生物医药研究院院长，入选中国化工学会会士、国家“万人计划”领军人才、新世纪“百千万工程”国家级人选、科技部“创新人才推进计划”，享有国务院政府特殊津贴专家。主要从事发酵工程，可降解生物材料，抗癌药物，预防医学和营养医学等方面研究。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201425

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