Adv Healthc Mater 天津医科大学孙少凯团队揭示一种非金属基纳米酶通过抑制ROS/TGF-β1通路缓解肺动脉高压
2024-08-23 论道心血管 论道心血管 发表于上海
研究探究了一种非金属基纳米酶,黑色素-聚乙烯吡咯烷酮-聚乙二醇(MPP)纳米颗粒,通过抑制ROS/TGF-β1信号通路缓解PH。
肺动脉高压(PH)是一种致命的心血管系统疾病,最终导致右心衰竭甚至死亡。PH影响着全球约1%的人口,在65岁及以上人群中的患病率显著升高,达到10%。经过治疗后,PH患者的3年生存率仍低于57%,这一数据甚至超过了许多恶性肿瘤的死亡率。因此,迫切需要探索新的治疗方法。
在PH进展过程中,活性氧(ROS)的生成显著增加,导致肺动脉平滑肌细胞增殖、DNA损伤、代谢异常及血管重塑。因此,使用各种抗氧化剂来清除ROS被视为减轻PH的一种有前景的策略。纳米酶是具有内在催化活性的纳米材料,类似于天然酶,具有催化性能、高稳定性和易于合成等优势。目前研究中只有两种金属基纳米酶被用于PH的治疗,虽然效果显著,但由于其外源性金属可能引发的毒性风险,限制了它们在PH治疗中的临床转化潜力。相比之下,非金属基纳米酶不含外源金属,具备更高的生物相容性,因此在生物医学领域的应用更为理想。
2024年8月18日,天津医科大学孙少凯教授团队在Adv Healthc Mater上在线发表了题为“A Non-Metallic Nanozyme Ameliorates Pulmonary Hypertension Through Inhibiting ROS/TGF-β1 Signaling”的研究论文,探究了一种非金属基纳米酶,黑色素-聚乙烯吡咯烷酮-聚乙二醇(MPP)纳米颗粒,通过抑制ROS/TGF-β1信号通路缓解PH。
首先,作者通过配位和自组装合成了超小黑色素-聚乙烯吡咯烷酮(MP)纳米颗粒,并用迈克尔加成反应修饰mPEG-SH合成了MPP纳米颗粒。结果表明,MPP纳米颗粒具有良好的单分散性、均匀的尺寸,且表现出优异的抗氧化能力。
为了探究MPP纳米颗粒对PH的治疗效果,作者建立了野百合碱(MCT)诱导的PH模型。通过血流动力学、组织形态学和分子生物学检测结果发现,MPP纳米颗粒治疗后,PH大鼠肺动脉血流加速时间延长、肺动脉管壁厚度降低、PCNA蛋白水平下调。这些结果表明,MPP纳米颗粒有效缓解了MCT诱导的PH。
随后,作者应用转录组学分析了MPP纳米颗粒发挥治疗作用的机制。转录组学结果显示, TGF-β1信号通路发生明显变化。与之相一致的是,应用MPP纳米颗粒治疗后,TGF-β1蛋白水平显著下降。以上结果提示,MPP纳米颗粒通过TGF-β1信号通路发挥作用。
综上所述,作者合成了一种具有抗氧化能力的非金属基纳米酶,MPP纳米颗粒,通过抑制ROS/TGF-β1信号通路缓解PH。
天津医科大学医学技术学院刘如霞博士、天津医科大学医学影像学院硕士生周婷、李欣晟为该论文的共同第一作者,天津医科大学医学影像学院孙少凯教授为该论文的通讯作者。该项研究获得天津市教委科研计划项目(2021KJ263)的支持。
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202401909
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