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pH响应性胍基共价有机框架纳米药物靶向NLRP3炎症小体增强蛛网膜下腔出血的神经保护作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月03日 来源:Biomaterials 12.8
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针对蛛网膜下腔出血(SAH)后NLRP3炎症小体介导的神经元焦亡问题,南昌大学团队开发了pH响应性仿红细胞膜胍基共价有机框架(B@COFDT-R)纳米载药系统。该研究通过靶向调控NLRP3/Caspase-1/GSDMD轴,显著提升药物血脑屏障穿透能力,实现酸性环境精准释药,为SAH治疗提供了创新性解决方案。
蛛网膜下腔出血(SAH)作为致死率最高的卒中类型,其治疗面临血脑屏障穿透难、药物半衰期短、炎症调控低效三大瓶颈。传统疗法对NLRP3炎症小体介导的神经元焦亡(pyroptosis)束手无策,而临床抗炎药Bindarit又因生物利用度不足难以发挥作用。南昌大学研究团队创新性地将仿生膜技术与共价有机框架(COF)材料结合,开发出能"智能"穿越血脑屏障的纳米导弹——B@COFDT-R。
这项发表于《Biomaterials》的研究采用三大关键技术:微波辅助合成胍基COFDT载体、红细胞膜仿生修饰增强生物相容性、pH响应性药物控释系统。通过C57BL/6J小鼠血管穿刺模型,结合分子动力学模拟和冷冻电镜表征,证实该纳米系统具有13.696 ?×7.352 ?的苜蓿叶状孔道结构。
【合成方法】
通过希夫碱反应构建的COFDT载体,其胍基团在酸性环境下质子化,触发"变形金刚"般的结构重排,使载药量达228.7 mg/g。
【表征验证】
冷冻电镜显示红细胞膜包覆后粒径为152.3 nm,体外实验证明其在pH 6.8时释药速率是生理环境的3.2倍,完美匹配脑损伤区域酸性微环境。
【机制研究】
靶向抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路,使炎症因子IL-1β降低62.7%,神经元存活率提升至83.4%。动物实验显示神经功能评分改善41.2%,血脑屏障完整性恢复。
该研究突破性地解决了三大临床难题:通过仿生膜伪装实现免疫逃逸,借助COF孔道结构延长药物半衰期,利用pH响应特性实现"指哪打哪"的精准治疗。特别值得注意的是,TP-DG构建的框架首次实现抗炎(Bindarit)、降压(β阻滞)和血管保护(膜修饰)三重功能集成,为卒中治疗提供了多靶点协同干预范式。研究团队在讨论中指出,这种"框架药物"设计策略可拓展至其他神经系统疾病,其模块化合成特性更为个性化医疗开辟了新途径。
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