EN
协助客户发表文献
负载RL-QN15肽的介孔聚多巴胺纳米颗粒在皮肤伤口治疗中展现潜力
时间:2021-10-15 来源:本站编辑 浏览次数:939次

doi: 10.1186/s12951-021-01051-8

Mesoporous polydopamine nanoparticles carrying peptide RL-QN15 show potential for skin wound therapy

 

期刊:JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY B-BIOLOGY 发表时间: 2021-10-09 影响因子: 10.435
作者列表:Sun Huiling, Wang Ying, He Tiantian, He Dingwei, Hu Yan, Fu Zhe, Wang Yinglei, Sun Dandan, Wang Junsong, Liu Yixiang, Shu Longjun, He Li, Deng Ziwei, Yang Xinwang
第一作者国家:  中国 第一作者单位:  昆明医科大学
通讯作者国家:  中国 通讯作者单位:  昆明医科大学
 

研究领域:纳米技术 生物医学工程 药学 伤口愈合

关键字:介孔聚多巴胺纳米颗粒 肽RL-QN15 皮肤伤口愈合 纳米复合材料 促愈活性 持续释放


 
摘要

背景:皮肤伤口愈合仍是重大的临床挑战,亟需开发促进修复的新干预策略。近期研究表明,多肽与纳米颗粒均可能成为治疗皮肤伤口的潜在疗法。方法:本研究制备了介孔聚多巴胺(MPDA)纳米颗粒,并将前期从两栖动物皮肤分泌物中鉴定获得、具有显著促愈合潜力的多肽RL-QN15成功负载于MPDA纳米颗粒表面;扫描电子显微镜与傅里叶变换红外光谱分析结果证实了负载成功。测定该纳米复合物对RL-QN15的包封率及缓释速率,并通过小鼠与猪全层皮肤缺损创面模型以及小鼠烧伤创面模型评估其促愈合效能。结果:结果显示,相较于游离RL-QN15,MPDA/RL-QN15纳米复合物通过RL-QN15的缓释作用,在小鼠全层皮肤缺损创面及烧伤创面模型中的促愈合效能最高提升达50倍;此外,MPDA负载亦显著增强RL-QN15在猪全层皮肤缺损创面模型中的促愈合活性。组织病理学分析结果进一步证实MPDA/RL-QN15纳米复合物促愈合效能的显著提升。结论:据我们所知,本研究首次报道MPDA纳米颗粒负载可显著增强多肽的促愈合效能,凸显MPDA纳米颗粒递送多肽RL-QN15在皮肤伤口治疗中的广阔应用前景。Background Skin wound healing remains a considerable clinical challenge, thus stressing the urgent need for the development of new interventions to promote repair. Recent researches indicate that both peptides and nanoparticles may be potential therapies for the treatment of skin wounds.Methods In the current study, the mesoporous polydopamine (MPDA) nanoparticles were prepared and the peptide RL-QN15 that was previously identified from amphibian skin secretions and exhibited significant potential as a novel prohealing agent was successfully loaded onto the MPDA nanoparticles, which was confirmed by results of analysis of scanning electron microscopy and fourier transform infrared spectroscopy. The encapsulation efficiency and sustained release rate of RL-QN15 from the nanocomposites were determined. The prohealing potency of nanocomposites were evaluated by full-thickness injured wounds in both mice and swine and burn wounds in mice.Results Our results indicated that, compared with RL-QN15 alone, the prohealing potency of nanocomposites of MPDA and RL-QN15 in the full-thickness injured wounds and burn wounds in mice was increased by up to 50 times through the slow release of RL-QN15. Moreover, the load on the MPDA obviously increased the prohealing activities of RL-QN15 in full-thickness injured wounds in swine. In addition, the obvious increase in the prohealing potency of nanocomposites of MPDA and RL-QN15 was also proved by the results from histological analysis.Conclusion sBased on our knowledge, this is the first research to report that the load of MPDA nanoparticles could significantly increase the prohealing potency of peptide and hence highlighted the promising potential of MPDA nanoparticles-carrying peptide RL-QN15 for skin wound therapy.Graphic abstract


 

本研究所用的多肽(纯度 >95%)由武汉百意欣生物技术有限公司(现武汉天德生物科技有限公司)(中国武汉)商业合成并提供。"Peptide with purity higher than 95% used in this research were commercially synthesized by Wuhan Bioyeargene Biotechnology Co. Ltd. (Wuhan, China)."


 

转载跟进报道(昆明医科大学|科研成果):

基于活性肽RL-QN15和纳米材料的促皮肤创面愈合干预策略

 

皮肤在受到创伤后愈合的过程中往往会受到各种因素影响,从而造成慢性/难愈合创伤,不仅严重危害个人心身健康,增加家庭经济负担,而且消耗社会医疗资源。皮肤创伤修复干预手段一直是人类医学中永恒的主题,虽然近些年取得了一定的进展,如基因疗法、干细胞治疗等,但是临床上仍然尚缺乏有效的手段。因此,新型促皮肤创面药物的发现一直是国际前沿研究课题与研究重点。动物来源的活性多肽被广泛关注,其具有高活性、高特异性、高稳定性等特点,是新药创制的先导化合物的重要来源在基础科学研究、新型生物产业、创新药物研发中具有独特和不可替代的作用。

2021年,由昆明医科大学基础医学院杨新旺博士团队牵头,联合云南民族大学民族医药学院王滢博士团队,通过蛋白质组学和基因组学手段从云南产两栖动物泽蛙皮肤中识别了一个新型活性肽分子RL-QN15,其只有15个氨基酸残基组成,除含一对分子内二硫键外化学修饰,具有较好的稳定性且没有毒性。在低浓度下(nM)即可在体、内外发挥显著的促皮肤修复作用,进一步的初步机制研究表明,RL-QN15通过激活巨噬细胞MAPK/SMAD通路释放TGF-β1,从而促进表皮细胞迁移至创口,引起肉芽组织再生和表皮重建,最终促皮肤组织再生。RL-QN15在口腔溃疡、慢性难愈合性糖尿病皮肤创伤、皮肤纤维化中显示了较好的干预应用潜力,是世界上活性最好的促皮肤再生物质之一。相关研究成果以题为“Discovery of a novel short peptide with efficacy in accelerating the healing of skin wounds”发表于国际著名期刊Pharmacological Research(IF=10.33,中科院二区TOP),文章链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1043661820316042?via%3DihDi,且获得国家发明专利授权1项(ZL201910913216.X)。

2022121017395558.png
 

考虑到皮肤用多肽药物本身可能具有的局限性,如容易受到创口各种内源性和外源性蛋白酶的降解、药物的流失等,通过药物缓释放系统从而保持多肽在皮肤创面的有效作用浓度应该是一种能把多肽药物推向临床应用的有效手段。因此,在上述研究基础上,昆明医科大学基础医学院杨新旺博士团队牵头,联合陕西师范大学材料科学与工程学院邓字巍教授团队、云南民族大学民族医药学院王滢教授团队、昆明医科大学第一附属医院皮肤科何黎教授团队和云南大学附属医院内分泌科杨莹教授团队在国际著名期刊Journal of Nanobiotechnology(中科院一区TOP,IF=10.435)杂志在线背靠背发表了分别题为“Hollow polydopamine nanoparticles loading with  peptide RL-QN15: a  new pro-regenerative therapeutic agent for  skin wounds”和“Mesoporous polydopamine nanoparticles carrying peptide RL-QN15 show potential for skin wound therapy”的两篇最新研究成果。

该两项研究成功构建了“RL-QN15/纳米材料(空腔聚多巴胺HPDA和介孔聚多巴胺MPDA)的负载与缓释体系”。通过HPDA和MPDA的负载与缓释,活性肽RL-QN15选择性调节巨噬细胞释放修复相关细胞因子的能力得以提高从而其动促皮肤创面愈合活性得以显著增强(10倍以上),此外,该研究工作表明“RL-QN15/纳米材料”在和人皮肤结构最为相似的实验用猪上也有较为理想的促修复效果。我们的研究工作提示:“纳米材料的负载与缓释特性”与“高活性的RL-QN15”双组合,为临床解决皮肤创面愈合提供了新的策略和思路。

文章链接:

https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-021-01049-2

https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-021-01051-8

上述研究成果受国家自然科学基金、云南省科技领军人才项目、云南省高层次人才培养支持计划、云南大学创新团队、云南省应用基础研究重点项目与面上项目、教育部创新团队等项目经费支持。此外,作为共同第一作者身份的本科生以上述研究成果参加了2022年全国大学生生命科学竞赛,获得了创新类国家级特等奖1项(云南省唯一入围国赛的1项)、二等奖1项。

2022121017404821.png
 
2022121017404874.png
2022121017404928.png