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文章出處:行業(yè)干貨 網(wǎng)責(zé)任編輯: 金飛鷹 閱讀量: 發(fā)表時間:2025-06-10
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是最常見、最具破壞性的系統(tǒng)性自身免疫疾病之一,其特點是關(guān)節(jié)免疫功能障礙 最近的研究表明 考慮到這些問題的嚴(yán)重性,應(yīng)進(jìn)一步致力于開發(fā)一種具有清除 ROS 和抗炎功能的生物安全多功能干預(yù)系統(tǒng) 縱觀生物機(jī)體,已進(jìn)化出一套精確的抗氧化防御系統(tǒng)來抵消 ROS 對機(jī)體的有害影響 一種潛在的策略是通過模仿天然抗氧化酶迅速的質(zhì)子和電子轉(zhuǎn)移機(jī)制 然而 基于背景提及的問題,四川大學(xué)程沖教授、四川大學(xué)華西醫(yī)院邱邐教授等人合成了生物催化和氧化還原調(diào)控納米結(jié)構(gòu),用于精確調(diào)節(jié)炎癥和免疫平衡以防治類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。相關(guān)成就Biocatalytic and Redox-Regulated Nanoarchitectures for Precision Inflammation and Immune Homeostasis Modulation to Combat Rheumatoid Arthritis為題發(fā)表在 Advanced Materials。我們將該文獻(xiàn)部分內(nèi)容轉(zhuǎn)載如下,以供相關(guān)企業(yè)學(xué)習(xí)參考。 在這里,設(shè)計了一種新的生物催化和氧化還原調(diào)控納米結(jié)構(gòu)--涂有 BEVs 的 Ru 簇錨定羥基化 Fe2O3(Ru-HFO),用于精確調(diào)節(jié)炎癥,以防治 RA。當(dāng)與超聲波(US)刺激相結(jié)合時,這種生物催化和炎癥靶向納米結(jié)構(gòu)(BEVs@Ru-HFO)可對巨噬細(xì)胞和破骨細(xì)胞進(jìn)行重編程,以控制氧化還原和免疫平衡,從而緩解 RA(圖 1)。 這項工作的主要動機(jī)來自兩個概念:1)獨特的羥基化策略提高了 Ru 氧化還原中心的電子密度,優(yōu)化了氧中間產(chǎn)物的結(jié)合強(qiáng)度,確保了卓越的抗氧化酶催化 ROS 消除活性;2)應(yīng)用 US 和封裝 BEVs 可以促進(jìn) HFO 在炎癥部位的精確靶向、遞送和聚集,從而顯著放大治療效果。值得注意的是,我們的實驗研究和理論分析表明,羥基化結(jié)構(gòu)能顯著調(diào)節(jié) HFO 底物與 Ru 氧化還原中心之間的電子相互作用,引發(fā)具有高電子密度態(tài)的 Ru 團(tuán)簇位點的形成;此外,羥基還能作為 H 供體推動質(zhì)子快速轉(zhuǎn)移,從而協(xié)同加快反應(yīng)速度 因此,Ru-HFO 同時具有出色的-OH 清除、SOD 和 CAT 模擬活性,可消除 ROS,并具有持續(xù)穩(wěn)定的氧合能力 圖 1. 綜述BEVs@Ru-HFO調(diào)節(jié)氧化還原和免疫穩(wěn)態(tài)以緩解RA的機(jī)制。a) 通過靜電自組裝構(gòu)建生物催化和氧化還原調(diào)控納米結(jié)構(gòu)(BEVs@Ru-HFO)。b) BEVs@Ru-HFO 在美國協(xié)助下靶向炎癥部位的圖解 圖 2. Ru-HFO的制備及結(jié)構(gòu)表征 圖 3. 多酶活性氧清除活性的評價 圖 4. a, b) Ru-HFO 類 CAT 反應(yīng)過程的原位傅立葉變換紅外光譜隨時間變化的測試 圖 5. a) BEVs-encapsulated Ru-HFO 生物催化劑的制備過程示意圖 圖 6. a) RAW 264.7(正常組)或缺氧條件下 LPS 激活的 RAW 264.7 處理前(LH 組)或 Ru-HFO 處理后(LH + Ru-HFO 組)基因的 PCA。b) 正常組、LH 組和 LH + Ru-HFO 組基因的 Violin 圖。(d) KEGG 富集分析和 (e) GO 富集分析中 RAW 264.7 經(jīng) Ru-HFO 處理后的調(diào)節(jié)途徑和過程。 f) ROS 清除和缺氧抑制的可能體外機(jī)制示意圖。比例尺:100 μm: h) DCFH-DA 的熒光強(qiáng)度定量(n = 3 個獨立的生物重復(fù))。 i) HIF-1α 的熒光強(qiáng)度定量(n = 3 個獨立的生物重復(fù))。 j) 在炎癥(LPS)和缺氧條件下培養(yǎng)并接受不同處理的 RAW 264.7 中 HIF-1α 的蛋白表達(dá),通過 Western 印跡分析進(jìn)行評估。. g、j)中的圖像是三次獨立重復(fù)實驗的結(jié)果。數(shù)據(jù)以均數(shù) ± S.D 表示。P 值的評估采用雙尾單因素方差分析,并用 Tukey 后檢驗進(jìn)行多重比較。星號表示差異顯著,*p < 0.05,****p < 0.0001,ns 表示不顯著。a.u. 表示任意單位。 圖 7.巨噬細(xì)胞復(fù)極化與破骨細(xì)胞生成的抑制 圖 8. BEVs@Ru-HFO在RA模型中的生物分布及治療效果 圖 9. a) 免疫組化評估 我們的創(chuàng)新方法解決了傳統(tǒng) BEVs 的局限性,特別是其抗炎效果不理想和體內(nèi)炎癥部位靶向受限的問題。通過設(shè)計新型抗氧化劑生物催化劑并將其戰(zhàn)略性地融入 BEV,再加上超聲波介導(dǎo)的靶向遞送,我們開發(fā)出了一種更有效的治療平臺,用于在 RA 抗氧化療法中精確調(diào)節(jié)炎癥,從而顯著促進(jìn)關(guān)節(jié)氧化還原和免疫平衡的重建。我們對BEVs@Ru-HFO的治療優(yōu)勢進(jìn)行了細(xì)致的研究,確定了以下三個組成部分:1) 卓越的多功能抗氧化酶樣活性和持續(xù)氧合能力,可提供適當(dāng)?shù)?RA 修復(fù)微環(huán)境;2) 細(xì)胞外囊泡可精確靶向炎癥部位并輔助免疫調(diào)節(jié);3) US 輔助細(xì)胞攝取和主動靶向 RA 的能力。實驗分析和理論計算證實,合成的 Ru-HFO 生物催化劑具有創(chuàng)新的羥基化結(jié)構(gòu)和富含電子的 Ru 位點,能促進(jìn)質(zhì)子和電子的快速轉(zhuǎn)移,并能有效地與氧物種發(fā)生反應(yīng),最終賦予其最佳的 ROS 清除能力。我們的轉(zhuǎn)錄分析表明,Ru-HFO 可通過調(diào)節(jié)相關(guān)基因和信號通路的表達(dá),使炎癥和氧化應(yīng)激表型向變性方向轉(zhuǎn)變。同時,系統(tǒng)的體外研究發(fā)現(xiàn),BEVs@Ru-HFO 可減輕 M1 巨噬細(xì)胞的氧化應(yīng)激,促使其向抗炎 M2 表型極化,從而有效逆轉(zhuǎn)其抑制性免疫效應(yīng) 1. 羥基化金屬簇催化機(jī)制創(chuàng)新:首次通過羥基化策略優(yōu)化Ru-Fe?O?納米結(jié)構(gòu)的電子密度與催化活性,羥基化使Ru氧化還原中心的d帶中心上移,提升對氧中間產(chǎn)物(如O??、H?O?)的吸附親和力,同時羥基作為質(zhì)子供體加速電子轉(zhuǎn)移,使Ru-HFO兼具超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和·OH清除三重酶模擬活性,ROS清除效率比非羥基化材料提升4倍。 2. 生物仿生靶向與超聲響應(yīng)遞送創(chuàng)新:構(gòu)建細(xì)菌外囊泡(BEVs)修飾的智能靶向系統(tǒng),結(jié)合超聲(US)實現(xiàn)炎癥部位精準(zhǔn)富集,BEVs表面的炎癥靶向肽(如整合素結(jié)合序列)使納米結(jié)構(gòu)在RA關(guān)節(jié)的聚集量比正常組織高5.8倍,減少全身分布毒性。 3. 氧化還原-免疫雙平衡調(diào)控創(chuàng)新:提出“清除ROS+極化巨噬細(xì)胞+抑制破骨細(xì)胞”三重治療策略,Ru-HFO通過降低M1型巨噬細(xì)胞內(nèi)ROS水平(如·OH減少70%),上調(diào)抗炎因子IL-10表達(dá)(增加2.3倍),促進(jìn)其向M2修復(fù)表型轉(zhuǎn)化,關(guān)節(jié)炎癥評分降低45%。 原文鏈接: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2025.123413 聲明:本文內(nèi)容僅用于學(xué)術(shù)交流與學(xué)習(xí)參考,所涉文章版權(quán)歸原作者及出版機(jī)構(gòu)所有。如涉及侵權(quán)或未授權(quán)使用,請聯(lián)系本公眾號管理員,我們將立即刪除相關(guān)內(nèi)容。 ? ,2000萬科研“揭榜”項目啟動 ? 海南:此類醫(yī)械產(chǎn)品審評時限壓縮55% ? AI+醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)新藍(lán)圖:七部門聯(lián)合推進(jìn)醫(yī)藥工業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型