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急性肺损伤(ALI)面临炎症和氧化应激难题,且缺乏有效临床药物。研究人员开展了利用胍丁胺介导的 DNA 纳米管(NTAGM-126)共递送胍丁胺和 miR-126b 的研究,结果显示其能有效减轻炎症和氧化应激,为 ALI 治疗提供新策略。
在医学领域,急性肺损伤(ALI)一直是一个棘手的难题。ALI 及其严重阶段急性呼吸窘迫综合征(ARDS)就像潜伏在肺部的 “恶魔”,会引发肺部组织的严重炎症和损伤,进而导致气体交换功能受损,让患者呼吸变得异常困难,甚至引发呼吸衰竭。巨噬细胞在这个过程中扮演着复杂的角色,在损伤初期,它会产生活性氧 / 氮物质(ROS/RNS)和炎症因子,这些物质就像一把双刃剑,在对抗感染和清除细胞碎片时发挥着积极作用,但如果产生过多,就会引发细胞因子风暴,反而加重肺部损伤和呼吸窘迫。目前,临床上还没有有效的药物能够应对 ALI,这使得寻找和开发新的潜在药物迫在眉睫。
在这样的背景下,国内研究人员开展了一项极具意义的研究。他们利用无镁 DNA 自组装策略,构建出了一种能够携带胍丁胺和微小 RNA - 126b 模拟物(miR - 126b)的 DNA 纳米管(NTAGM-126)。这项研究成果发表在《Acta Biomaterialia》上,为 ALI 的治疗带来了新的希望。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。他们通过设计特定序列的 DNA 短链,使其按照预定的比例自组装形成 Y 形结构,进而折叠成 DNA 纳米管。同时,利用杂交反应将 miR - 126b 加载到纳米管上。在验证 NTAGM-126 的效果时,采用了体外细胞实验和体内动物实验。
下面来看具体的研究结果:
- NTAGM-126 的组装及特性研究:研究发现,胍丁胺凭借其氨基和胍基,能够在无镁体系中减轻 DNA 链和螺旋之间的静电排斥,有效促进 DNA 纳米管的组装。并且,NTAGM-126 在血清中稳定性良好,细胞摄取效率也得到了显著提高。
- 体外实验结果:在体外实验中,NTAGM-126 展现出了强大的抗炎和抗氧化能力。它能够下调诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)的表达,从而有效降低 ROS/RNS 水平,减轻炎症反应,保护细胞免受损伤。
- 体内实验结果:体内实验进一步验证了 NTAGM-126 的治疗效果。相较于单独使用胍丁胺或传统 DNA 纳米结构,NTAGM-126 对氧化应激和炎症的抑制作用更为显著,能够明显改善 ALI/ARDS 小鼠的肺部损伤情况,展现出更好的治疗效果。
综合研究结果,研究人员得出结论:胍丁胺介导的负载 miR - 126b 的 DNA 纳米管为 ALI 的治疗提供了一种新的策略。一方面,胍丁胺作为 iNOS 的竞争性抑制剂,能够保护脂多糖(LPS)刺激的细胞和肺组织免受氧化损伤;另一方面,miR - 126b 直接靶向 HMGB1 基因,有效减轻 LPS 诱导的炎症反应。NTAGM-126 就像一个精心设计的 “特洛伊木马”,能够在细胞内释放多胺和 miRNA,发挥协同治疗作用。
这项研究具有重要意义。它不仅为 ALI 的治疗开辟了新的途径,也拓宽了 DNA 纳米技术在生物医学研究中的应用范围。通过利用无镁 DNA 自组装策略,以具有抗炎作用的胍丁胺为基础构建多功能药物递送平台,为治疗其他炎症性疾病提供了新的思路和方法。未来,有望基于这项研究成果,开发出更多针对炎症性疾病的创新疗法,为患者带来更多的希望和福音。