近日,杨倩教授团队在《ADVANCED FUNCTIonAL MATERIALS》杂志上发表题为“Plaque Macrophage‐Targeting Nanosystems with Cooperative Co‐Regulation of ROS and TRAF6 for Stabilization of Atherosclerotic Plaques ”(靶向斑块巨噬细胞的纳米系统通过共调控ROS和TRAF6实现稳定动脉粥样硬化斑块)的学术论文,该论文被杂志社选为当期封面论文。
据悉,Advanced Functional Material是材料科学领域权威期刊,最新影响因子是19.0。该期刊致力于研究材料科学各个方面的突破性研究,包括纳米技术、化学、物理和生物学等领域。
该研究开发了一种基于脂质膜修饰的纳米递送系统,并以模拟载脂蛋白功能的螺旋肽对体系进行修饰,实现对骨髓来源相关细胞的靶向作用。通过构建清除巨噬细胞中的活性氧自由基的纳米酶体系和抑制TRAF6活性的药物纳米体系来调节斑块微环境,并有效地控制动脉粥样硬化的进展。
根据Advanced Functional Materials编辑反馈,杨倩教授团队的研究具有较高的新颖性和临床转化应用价值,从体外细胞模型、基因工程小鼠模型对靶向髓性来源免疫细胞的炎症调控策略进行了反复测试和实验。按编辑要求,研究团队提供了这一治疗策略的研究示意图,并以题目“Gemini Nanosystems”进行创作,寓意两种纳米粒体系相辅相成的作用,顺利入选当期封面(Inside Front Cover)论文。
这一研究成果的发表,前后历时近7年,期间也遇到了很多的困难和阻碍。据杨倩教授介绍,自2016年开始,她在开展国家自然科学基金青年项目研究的过程中,便开始思考冠心病的病理基础-动脉粥样硬化的治疗策略。通过文献的查阅以及对临床指南的阅读,杨倩教授发现,除了降脂治疗外,调节炎症信号是稳定动脉粥样硬化斑块的有力治疗策略。而动脉粥样硬化斑块中主要的炎性细胞就是来源于骨髓分化的单核巨噬细胞以及其衍化形成的泡沫细胞。
为了实现抑炎药物的靶向递送,自2018年底杨倩教授研究团队就开始研究如何能够靶向到骨髓来源相关细胞,通过特异性递送药物去调节这类免疫炎症。在纳米体系的构建和制备工艺筛选过程中,部分原料涉及国外公司专利保护,不仅价格昂贵,货期也长达2-3个月。在反复验证确实没有可替代产品后,她毫不犹豫地订购了可以完成克级纳米体系制备的实验原料。在课题进展到2020年时,原国家自然科学基金青年项目的经费已经基本用完,学校对于已结题项目给予了后资助,正是这笔经费,支撑了课题的进一步进行,解决了购买基因工程小鼠、各种抗体,以及多肽设计合成所需的经费,对该课题后续研究的进行尤其重要。
实验结果数据证明给药策略对动脉粥样硬化模型的治疗效果:A-B)荧光成像分析靶向纳米体系在血管组织中富集情况; C-D) 主动脉弓和腹主动脉组织病理HE切片及斑块面积的定量分析;E-F) Halo成像分析软件对免疫荧光切片斑块内CD 68+巨噬细胞(黄色)进行数字图像分析及定量。
动物模型的建立和给药方案也是一个难点,在这一个长达5-6个月的过程,每一次的实验后的取材尤其关键,不当的操作可能导致半年的实验作废。按照实验视频指南,杨倩教授通过一次次预实验研究如何快速剥离小鼠主动脉,并进一步将其中的免疫细胞进行分离、固定和流式细胞染色分析。经过不懈努力,团队终于可以在4个小时内完成对12只模型动物的血管、脾脏和骨髓的取材以及相关免疫细胞的收集。
杨倩教授表示,这一课题的顺利实施,研究成果的最终呈现,得益于团队的齐心协力,老师们的帮助和支持。科研实验中心的老师们,为实验提供了非常有价值的意见及技术支持。从髓性来源细胞的分化诱导,细胞表型的表征和调控方案的设计,王衍堂老师和冷潇老师毫无保留地贡献了宝贵经验;在组织病理学研究过程中,莫春芬老师指导了免疫荧光切片的分析,并联系公司为荧光切片的量化分析进行了模拟运算。四川大学华西药学院的高会乐教授、华西医院彭锦荣副研究员也都在检测平台、方案制定、人员力量上,提供了非常大的帮助。
“科研道路道阻且长,这只是我们在动脉粥样硬化应用基础研究领域取得的初步成果,对疾病基础的探究仍需进一步深入,距离临床转化仍有差距”,杨倩教授说。该研究是从疾病为基础出发,通过整合交叉各领域的知识和资源,如材料学、病理学、药理学、药剂学、生物学等领域,充分调动老师和学生协作能力所取得的成果,为后续的研究奠定了坚实的基础。这也表明了资源整合协作交叉已成为现阶段科学研究的新模式及更为高效的模式。杨倩教授表示,她和团队将在后续的科学研究中继续保持该模式,更为高效地提升科研能力和科研水平。
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https://doi.org/10.1002/adfm.202301053