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發(fā)表期刊：Nature Nanotechnology

作者單位：武漢大學(xué)

DOI：10.1038/s41565-023-01575-0

接觸廣泛使用的惰性纖維納米材料（例如玻璃纖維或碳納米管）可能會(huì)導(dǎo)致類似石棉的肺部疾病，成為一個(gè)重要的環(huán)境和健康問題。然而，這種纖維的發(fā)病機(jī)制的起源尚未明確。在這里，我們報(bào)告了一種電化學(xué)納米傳感器，用于監(jiān)測(cè)和定量表征單個(gè)巨噬細(xì)胞對(duì)玻璃納米纖維的吞噬過(guò)程中反應(yīng)物種釋放的通量和動(dòng)力學(xué)。我們發(fā)現(xiàn)，單個(gè)巨噬細(xì)胞在吞噬杯附近存在活性氧和氮物種的強(qiáng)烈長(zhǎng)期釋放。如體外共培養(yǎng)和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)所示，活性氧和氮物種的持續(xù)大量泄漏會(huì)損傷外周細(xì)胞，最終轉(zhuǎn)化為慢性炎癥和肺損傷。

發(fā)表期刊：iMeta

作者單位：湖北洪山實(shí)驗(yàn)室

DOI：10.1002/imt2.165

食用膳食纖維和花青素與癌癥（CRC）發(fā)病率較低有關(guān)。這項(xiàng)研究仔細(xì)研究了富含膳食纖維和花青素的黑米飲食（BRD）的潛在抗腫瘤特性。我們的研究結(jié)果表明，與對(duì)照飲食喂養(yǎng)的小鼠相比，小鼠對(duì)BRD具有顯著的抗腫瘤作用，表現(xiàn)為腸道腫瘤的大小和數(shù)量減少，從而延長(zhǎng)了壽命。此外，從喂食BRD的小鼠到無(wú)菌小鼠的糞便移植導(dǎo)致結(jié)腸細(xì)胞增殖減少，同時(shí)保持了腸道屏障的完整性。BRD與腸道微生物群組成的顯著變化有關(guān)，特別是益生菌菌株均勻擬桿菌和乳桿菌的增加。還記錄了腸道代謝物的顯著變化，包括吲哚-3-乳酸和吲哚的上調(diào)。這些代謝物已被鑒定為刺激腸道芳香烴受體途徑，抑制CRC細(xì)胞增殖和結(jié)直腸腫瘤發(fā)生。總之，這些發(fā)現(xiàn)表明，BRD可能通過(guò)促進(jìn)保護(hù)性腸道微生物群和代謝產(chǎn)物譜來(lái)調(diào)節(jié)腸道腫瘤的進(jìn)展。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了全谷物食品的潛在健康優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)了黑米在促進(jìn)健康方面的潛在效用。

發(fā)表期刊：ACS Nano

作者單位：香港理工大學(xué)

DOI：10.1021/acsnano.3c03556

肌腱手術(shù)后的早期氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和感染與隨后的肌腱周圍粘連形成高度相關(guān)，這可能會(huì)降低修復(fù)肌腱的質(zhì)量和功能。盡管已經(jīng)提出了各種抗炎和/或抗菌移植物來(lái)改變規(guī)模，但它們中的大多數(shù)都存在藥物引起的不良反應(yīng)、低機(jī)械強(qiáng)度和組織粘附性的不確定性。在這里，受肌腱解剖和粘連發(fā)展的病理生理學(xué)的啟發(fā)，開發(fā)了一種粘性和堅(jiān)固的雙層Janus貼片，其面向手術(shù)肌腱的內(nèi)層是一個(gè)多功能電紡水凝膠貼片（MEHP），進(jìn)一步被面向周圍組織的聚乳酸（PLLA）纖維外層包圍。具體來(lái)說(shuō)，MEHP是通過(guò)明膠甲基丙烯酰基（GelMA）和氧化鋅（ZnO）納米粒子制備的，它們首先進(jìn)行共電紡絲，然后用單寧酸（TA）處理。內(nèi)部MEHP具有優(yōu)異的機(jī)械性能、粘附強(qiáng)度和出色的抗氧化、抗炎和抗菌性能，可以粘附在損傷部位，為肌腱再生提供有利的微環(huán)境。同時(shí)，外PLLA充當(dāng)物理屏障，防止外源性細(xì)胞和組織侵入缺損部位，減少肌腱周圍粘連的形成。這項(xiàng)工作證明了一種無(wú)藥物移植物的概念，該移植物具有各向異性粘合劑和生物功能，通過(guò)減輕早期炎癥和氧化損傷，但支持組織再生，并在修復(fù)和重塑的后期減少肌腱粘附，從而協(xié)調(diào)受傷肌腱的愈合階段。據(jù)設(shè)想，這種Janus貼片可以為安全有效的肌腱治療提供一種有前景的策略。

發(fā)表期刊：Small

作者單位：省部共建生物催化與酶工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

DOI：10.1002/smll.202202235

心臟微生理系統(tǒng)是精確的體外平臺(tái)，可以揭示心臟病的生物學(xué)機(jī)制，加速該領(lǐng)域的藥物研究。目前的心臟微生理設(shè)備和芯片上的器官由多層通過(guò)復(fù)雜的多步驟過(guò)程制備而成。摻入無(wú)機(jī)光子晶體可能會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)期的生物相容性問題。本文中，通過(guò)原位聚合將剪切取向的膜纖維素納米晶體（TCNC）鎖定在水凝膠網(wǎng)絡(luò)中，制備了具有各向異性結(jié)構(gòu)顏色的微圖案水凝膠，從而可以可視化和監(jiān)測(cè)心肌細(xì)胞。各向異性水凝膠由具有明亮干涉色的高度有序的TCNC和具有優(yōu)異生物相容性的微槽甲基丙烯酸明膠組成。微槽圖案誘導(dǎo)心肌細(xì)胞排列，心肌細(xì)胞的自主跳動(dòng)導(dǎo)致水凝膠變形，動(dòng)態(tài)改變干涉顏色。這些微圖案水凝膠可以通過(guò)透射光譜中的波長(zhǎng)偏移，無(wú)創(chuàng)地監(jiān)測(cè)藥物治療和電刺激下心肌細(xì)胞的實(shí)時(shí)變化。該系統(tǒng)為檢測(cè)心臟組織的心率提供了一種新方法，可能有助于高通量開發(fā)。

發(fā)表期刊：Nature Communications

作者單位：武漢大學(xué)人民醫(yī)院

DOI：10.1038/s41467-025-56891-x

異位脂質(zhì)沉積、線粒體損傷和炎癥反應(yīng)導(dǎo)致糖尿病腎病（DKD）的發(fā)展；然而，這些過(guò)程之間的機(jī)械聯(lián)系尚不清楚。在這項(xiàng)研究中，我們證明神經(jīng)酰胺合酶6（CerS6）主要位于腎小球足突細(xì)胞中，并在兩種不同的糖尿病小鼠模型中上調(diào)。足細(xì)胞特異性CerS6敲除可改善雄性糖尿病小鼠和阿霉素誘導(dǎo)的腎病雄性小鼠的腎小球損傷和炎癥反應(yīng)。相反，足細(xì)胞特異性的CerS6過(guò)表達(dá)足以誘導(dǎo)蛋白尿。從機(jī)制上講，CerS6衍生的神經(jīng)酰胺（d18:1/16:0）可以在Glu59殘基與線粒體通道蛋白VDAC1結(jié)合，引發(fā)線粒體DNA（mtDNA）泄漏，激活cGAS STING信號(hào)通路，最終促進(jìn)腎臟的免疫炎癥反應(yīng)。重要的是，在DKD和局灶節(jié)段性腎小球硬化癥（FSGS）患者的腎活檢中，CERS6在足細(xì)胞中的表達(dá)增加，CERS6的表達(dá)水平與腎小球?yàn)V過(guò)率呈負(fù)相關(guān)，與蛋白尿呈正相關(guān)。因此，我們的研究結(jié)果表明，靶向CERS6可能是治療蛋白尿性腎病的一種潛在策略。

發(fā)表期刊：METABOLISM-CLINICAL AND EXPERIMENTAL

作者單位：武漢大學(xué)人民醫(yī)院

DOI：10.1016/j.metabol.2022.155245

介紹

足細(xì)胞糖酵解受損導(dǎo)致糖尿病腎病（DKD）的發(fā)生。足細(xì)胞損傷的特征是細(xì)胞骨架重塑和足突融合。糖尿病中糖酵解受損可能導(dǎo)致足細(xì)胞能量供應(yīng)的轉(zhuǎn)換。然而，足細(xì)胞能量供應(yīng)紊亂影響足細(xì)胞細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的潛在機(jī)制尚不清楚。

方法

對(duì)db/db小鼠的腎小球進(jìn)行代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，以檢查葡萄糖、脂肪和氨基酸的分解代謝。鳥氨酸分解代謝靶向db/db和足細(xì)胞特異性丙酮酸激酶M2敲除（PKM2-podoKO）小鼠。在體外，調(diào)節(jié)鳥氨酸脫羧酶（ODC1）的表達(dá)，以研究鳥氨酸分解代謝對(duì)哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶點(diǎn)（mTOR）信號(hào)傳導(dǎo)和培養(yǎng)足突細(xì)胞細(xì)胞骨架重塑的影響。

結(jié)果

腎小球的多組學(xué)分析表明，在糖酵解條件較差的情況下，db/db小鼠的鳥氨酸代謝比db/m小鼠增強(qiáng)。此外，與糖尿病PKM2flox/flox小鼠相比，糖尿病PKM2 podoKO小鼠足細(xì)胞中的鳥氨酸分解代謝被夸大。在體內(nèi)，二氟甲基鳥氨酸（DFMO，ODC1抑制劑）的給藥減少了db/db小鼠的尿白蛋白排泄，緩解了足突融合。在體外，2-脫氧-d-葡萄糖（2-DG）暴露誘導(dǎo)足突細(xì)胞mTOR信號(hào)激活和細(xì)胞骨架重塑，ODC1敲除可緩解這一過(guò)程。從機(jī)制上講，大腦中富集的一種小GTP酶-Ras同源物（Rheb）是mTOR信號(hào)的傳感器，通過(guò)暴露于腐胺（鳥氨酸分解代謝的代謝產(chǎn)物）而被激活。

結(jié)論

這些發(fā)現(xiàn)表明，糖尿病條件下足細(xì)胞糖酵解受損會(huì)增強(qiáng)鳥氨酸分解代謝。鳥氨酸分解代謝的代謝產(chǎn)物通過(guò)Rheb參與mTOR信號(hào)激活和DKD足細(xì)胞的細(xì)胞骨架重塑。

發(fā)表期刊：CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL

作者單位：武漢大學(xué)

DOI：10.1016/j.cej.2021.133748

新型近紅外（NIR）光響應(yīng)聚合物具有高度生物相容性、穿透性和生物穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，是癌癥光動(dòng)力治療的理想選擇。在此，通過(guò)開環(huán)聚合合成了一種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）特征的近紅外陽(yáng)離子聚合物（DCPN-2），以實(shí)現(xiàn)對(duì)分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)的有力限制，從而產(chǎn)生直徑約為200 nm的納米粒子（NP）。DCPN-2在近紅外區(qū)域（>650nm）顯示出明亮的發(fā)射，覆蓋了大部分可見光范圍，并在光照下有效地產(chǎn)生活性氧（ROS）。重要的是，光照射下DCPN-2治療對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用在體外和體內(nèi)都得到了證實(shí)。總之，本研究不僅為癌癥光電治療提供了潛在的NIR AIE聚合物，而且為未來(lái)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了一種設(shè)計(jì)生物相容性光響應(yīng)聚合物的新策略。

發(fā)表期刊：Journal of Advanced Research

作者單位：武漢大學(xué)中南醫(yī)院

DOI：10.1016/j.jare.2024.07.038

介紹

CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)顯著推進(jìn)了基因治療，基因載體是其成功的關(guān)鍵因素之一。聚β氨基酯（PBAE）是一種獨(dú)特的非病毒陽(yáng)離子基因載體，已知可提高細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）水平，這可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞毒性，從而影響基因轉(zhuǎn)染效率（T.E.）。

目的

開發(fā)一種簡(jiǎn)單但有效的策略，以提高PBAE在體內(nèi)和體外的基因遞送能力和生物安全性。

方法

我們使用谷胱甘肽（GSH），一種臨床使用的能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)ROS水平的藥物，制備了一種含有PBAE質(zhì)粒納米顆粒（NP）的混合系統(tǒng)。該系統(tǒng)在體外通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)、RNA-seq、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）和Sanger測(cè)序進(jìn)行了表征，并通過(guò)成像、PCR、Sanger測(cè)序和組織學(xué)分析評(píng)估了其在體內(nèi)的安全性和有效性。

結(jié)果

GSH PBAE質(zhì)粒NP的粒徑為168.31 nm，ζ電位為15.21 mV。與各種細(xì)胞系中不含GSH的PBAE質(zhì)粒NPs相比，觀察到T.E.和基因編輯效率提高了10%至100%。體外結(jié)果證明，與PBAE質(zhì)粒NP相比，GSH PBAE質(zhì)粒NPs將細(xì)胞內(nèi)ROS水平降低了25%-40%，將上調(diào)/下調(diào)基因的總數(shù)從4952減少到789，并顯著避免了與細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)通路相關(guān)的基因表達(dá)紊亂。它們還表明，基因轉(zhuǎn)染后對(duì)細(xì)胞周期的影響較小，溶血較輕，細(xì)胞存活率較高。此外，GSH雜合PBAE質(zhì)粒NP在愛潑斯坦-巴爾病毒（EBV）感染的小鼠腫瘤模型中表現(xiàn)出優(yōu)異的安全性和改善的腫瘤抑制能力，通過(guò)遞送CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)靶向切割EBV相關(guān)癌基因并下調(diào)表達(dá)水平。這種簡(jiǎn)單但有效的策略有望促進(jìn)非病毒載體基因遞送的臨床應(yīng)用。

圖形摘要

GSH雜化PBAE質(zhì)粒NP抑制了陽(yáng)離子聚合物PBAE誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)ROS生成，從而減輕了氧化應(yīng)激，最大限度地減少了基因表達(dá)干擾，從而降低了細(xì)胞毒性并增強(qiáng)了基因遞送。

發(fā)表期刊：CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL

作者單位：華中科技大學(xué)

DOI：10.1016/j.cej.2020.127989

含有元素碲（Te）的納米粒子在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中引起了廣泛關(guān)注。然而，Te納米粒子的理想合成方法和有效的抗癌策略仍然是巨大的挑戰(zhàn)。在這項(xiàng)研究中，原位合成了基因工程多肽（PC10ARGD）包覆的Te納米棒（P-TeNRs）。TEM證實(shí)了平均長(zhǎng)度為25.2±4.65 nm、直徑為6.5±0.83 nm的P-TeNR具有優(yōu)異的分散性。將PC10ARGD集成到Te納米棒的表面，以提高P-TeNR的穩(wěn)定性和生物相容性。P-TeNRs在近紅外激光照射下表現(xiàn)出優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能，在超聲波（US）照射下具有活性氧（ROS）產(chǎn)生能力，可以實(shí)現(xiàn)腫瘤的光熱治療和聲動(dòng)力治療。與單一光熱療法和聲動(dòng)力療法相比，體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聯(lián)合療法對(duì)乳腺4T1腫瘤具有協(xié)同作用。此外，體內(nèi)毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，合成的P-TeNRs的毒性可以忽略不計(jì)。這些結(jié)果表明，這種P-TeNR可以被設(shè)計(jì)成一種新型的治療納米平臺(tái)，用于腫瘤的協(xié)同光熱聲動(dòng)力治療。

發(fā)表期刊：JOURNAL OF NANOBIOTECHNOLOGY

作者單位：華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院

DOI：10.1186/s12951-024-02728-6

椎間盤退變（IVDD）的特征是髓核細(xì)胞（NPC）的衰老和活力下降，這通常是由線粒體功能障礙引起的。本研究闡明，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）通過(guò)分泌含線粒體的微囊泡（mitoMVs）在減緩鼻咽癌衰老中起著至關(guān)重要的作用。此外，這表明靜磁場(chǎng)（SMF）增強(qiáng)了MSCs分泌有絲分裂多能干細(xì)胞。通過(guò)區(qū)分有絲分裂MV的產(chǎn)生和外泌體，本研究將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到理解SMF干預(yù)的分子機(jī)制上，強(qiáng)調(diào)貨物運(yùn)輸和質(zhì)膜出芽過(guò)程，RNA測(cè)序表明基于微管的運(yùn)輸?shù)鞍譑if5b的潛在參與。該研究進(jìn)一步證實(shí)了Rab22a和Kif5b之間的相互作用，揭示了Rab22a在將有絲分裂MVs分選為微囊泡（MVs）中的作用，并可能介導(dǎo)隨后的質(zhì)膜出芽。隨后構(gòu)建的甲基丙烯酸明膠（GelMA）水凝膠遞送系統(tǒng)進(jìn)一步解決了體內(nèi)應(yīng)用的挑戰(zhàn)，并驗(yàn)證了絲裂霉素V在延緩IVDD方面的巨大潛力。這項(xiàng)研究不僅揭示了SMF增強(qiáng)線粒體MV分泌的分子復(fù)雜性，還為未來(lái)的IVDD治療策略提供了創(chuàng)新的視角。

發(fā)表期刊：BIOMATERIALS

作者單位：華中科技大學(xué)

DOI：10.1016/j.biomaterials.2019.119636

聲動(dòng)力療法（SDT）因其固有的更深的組織穿透力而迅速發(fā)展成為傳統(tǒng)光動(dòng)力療法的有力替代品。然而，單次SDT劑量不能根治，因?yàn)槟[瘤的長(zhǎng)期缺氧限制了其治療效果。在此，我們開發(fā)了一種具有雙pH/超聲響應(yīng)、同源靶向和低光毒性的仿生納米平臺(tái)，用于一氧化氮（NO）氣體療法與SDT的聯(lián)合治療，以解決這一問題。該納米平臺(tái)由咪唑分子篩骨架-8材料組成，通過(guò)一步封裝嵌入亞硝基谷胱甘肽（GSNO）和二氫卟吩e6（Ce6），然后被同源腫瘤細(xì)胞膜包裹。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，仿生納米平臺(tái)具有優(yōu)異的生物相容性，并通過(guò)同源靶向在腫瘤中顯示出更高的保留率。重要的是，它可以在酸性腫瘤微環(huán)境中可持續(xù)地釋放包封的藥物，并通過(guò)超聲波加速降解（US）。此外，由US觸發(fā)的GSNO釋放的NO和Ce6產(chǎn)生的活性氧相互反應(yīng)，產(chǎn)生高活性的過(guò)氧亞硝酸鹽，以抑制腫瘤的生長(zhǎng)。此外，通過(guò)反復(fù)的US照射，可以長(zhǎng)期緩解腫瘤缺氧，從而實(shí)現(xiàn)有效的氣聲聯(lián)合治療。本研究充分利用美國(guó)的優(yōu)勢(shì)，為癌癥的高性能治療提供了新的策略。

發(fā)表期刊：Advanced Healthcare Materials

作者單位：省部共建紡織新材料與先進(jìn)加工技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

DOI：10.1002/adhm.202401412

臨床上，用于修復(fù)短距離神經(jīng)損傷（<5mm）的常規(guī)縫合線可能會(huì)導(dǎo)致不受控制的炎癥和瘢痕形成，從而對(duì)神經(jīng)再生產(chǎn)生負(fù)面影響。為了短距離修復(fù)橫斷的周圍神經(jīng)，通過(guò)合成馬來(lái)酸和多巴胺雙官能化的真菌源殼聚糖（DM），隨后光聚合DM前體溶液，制備了一種快速形成、堅(jiān)固的粘附性殼聚糖水凝膠。水凝膠在紫外光照射下（≈2 s）迅速聚合，具有很強(qiáng)的粘合強(qiáng)度（273.33±55.07 kPa），有助于神經(jīng)殘端的快速粘合。特別是，其28天的定制降解曲線支持了早期間隙橋接和隨后的神經(jīng)再生。此外，去鐵胺（DFO）是一種促血管生成藥物，被加載到水凝膠中以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)釋放，協(xié)同加速軸突生長(zhǎng)。使用3mm長(zhǎng)的大鼠坐骨神經(jīng)缺損模型來(lái)研究DM@DFO水凝膠用于修復(fù)周圍神經(jīng)缺損。60天后DM@DFO水凝膠顯著優(yōu)于傳統(tǒng)縫合線和纖維蛋白膠，通過(guò)減少炎癥、抑制瘢痕形成和加速修復(fù)后14天內(nèi)的血管再生來(lái)改善運(yùn)動(dòng)和感覺恢復(fù)。這項(xiàng)工作突出了DM@DFO水凝膠作為一種有前景的組織粘合劑，可用于有效的短距離周圍神經(jīng)修復(fù)。