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張黎明教授課題組與合作者報道基于陽離子樹狀化葡聚糖的納米復合物應用于傷口敷料
發布人：中山大學材料科學與工程學院 發布日期：2022-11-22
細菌來源的葡聚糖是一種存在的天然多糖，主要由α-(1→6)連接的葡萄糖單元組成。葡聚糖具有低成本、生物降解性、生物相容性和非免疫原性等優點，因此葡聚糖及其衍生物常被用作醫學應用材料，而最廣泛的應用是用作傷口敷料。糖尿病足潰瘍創面愈合障礙與創面部位基質金屬蛋白酶9 (MMP-9) 的過表達有關。因此旨在降低創面部位MMP-9水平以促進受損組織再生的策略，對于改善糖尿病足潰瘍 (DFU) 的愈合至關重要。
為了實現這一目標，張黎明教授課題組與合作者利用通過點擊化學反應和酰胺化反應，合成并測試了第四代聚酰胺-胺樹枝狀分子樹狀化葡聚糖 (Dextran-PAMAM) 作為基因載體 (Figure 1)，獲取MMP-9靶向siRNA (siMMP-9)。Dextran-PAMAM含有豐富的陽離子胺基，可通過靜電相互作用與陰離子siRNA結合。凝膠電泳檢測了Dextran-PAMAM / siMMP-9納米復合物的形成，在TEM圖像中其粒徑大小約為100-150 nm，在4℃、37℃條件下至少穩定24小時沒有觀察到其粒徑大小的變化，這些性質滿足高效基因傳遞的要求。所制備的納米復合物能有效內吞，對HaCat細胞毒性低。Dextran-PAMAM能有效傳遞siMMP-9，并能顯著抑制HaCat細胞中MMP-9的表達。糖尿病大鼠創面模型顯示，局部應用Dextran-PAMAM / siMMP-9納米復合物可有效抑制皮膚創面組織中MMP-9的表達，從而加速創面愈合 (Figure 2)。
以上研究成果近日以 “Efficiency and Safety of Dextran-PAMAM /siMMP-9 Complexes for Decreasing
Matrix Metalloproteinase-9 Expression and Promoting Wound Healing in Diabetic
Rats” 為題，發表在美國化學學會期刊 Bioconjugate Chemistry (2022，33，Articles
ASAP) 上。廣州醫科大學附屬第三醫院羅恒聰主治醫師和本課題組麥開錦博士為文章共同第一作者，張黎明教授和張瑩主任醫師為論文共同通訊作者。該研究工作得到廣東省基礎與應用基礎研究基金自然科學基金面上項目(No.2021A1515111148，No.2021A1515010898)、廣東省科技計劃項目 (No.
2020B1111170009)、國家自然科學基金項目 (No. 51273216) 和聚合物復合材料及功能材料教育部重點實驗室等支持。
Figure 1. (A) Synthetic
scheme of Dextran-PAMAM. (B) FTIR spectra and 1H NMR spectra of
dextran, azidized dextran, dextran-PAMAM and PAMAM. (C) XPS survey spectra. (a)
C1s core-level spectra (b) and N1s core-level spectra (c) of dextran, oxidized
dextran, azidized dextran and Dextran-PAMAM.
Figure 2. In vivo wound healing and MMP-9, keratin 5, and keratin
14 expression. (A) Wound healing on 0, 2, 4, and 7 days. (B) Wound healing
rates by day 7 in different groups. (C) MMP-9 mRNA level. (D) Keratin 5 mRNA
level. (E) Keratin 14 mRNA level. MMP-9, keratin 5, and keratin 14 mRNA levels
measured on day 7 were compared to 0 days in nondiabetic rats and diabetic
rats.
論文鏈接: https://doi.org/10.1021/acs.bioconjchem.2c00487
初審：袁湛楠
審核：田雪林、許俊卿
審核發布：李伯軍