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Sci. Adv 中科院化學(xué)研究所王春儒課題組在富勒烯生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面取得系列進(jìn)展

來源:中國科學(xué)院化學(xué)研究所      2020-09-29
導(dǎo)讀:富勒烯和金屬富勒烯具有獨(dú)特的電子特性,其較大的共軛電子結(jié)構(gòu)可高效淬滅過剩的自由基,從而減少自由基對機(jī)體的損傷;同時,它們具有良好的生物相容性,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

在國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的支持下,化學(xué)所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點實驗室王春儒課題組發(fā)展了多種基于富勒烯和金屬富勒烯的疾病治療新策略。揭示了富勒烯通過極化腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞激活腫瘤免疫的作用機(jī)制,并聯(lián)合免疫檢查點抑制劑(PD-L1單抗)實現(xiàn)高效的腫瘤免疫治療(Nano Lett., 2020, 20, 4487)。利用富勒烯進(jìn)行了再生障礙性貧血的治療,證實富勒烯可以通過促進(jìn)血液中網(wǎng)織紅細(xì)胞的成熟,增加血液中紅細(xì)胞含量(Theranostics, 2020, 10, 6886)。他們又將富勒烯納米材料拓展到了代謝類疾病的治療中。代謝類疾病往往伴隨著糖和脂質(zhì)的代謝紊亂,其致病原因與氧化應(yīng)激和胰島素抵抗密切相關(guān)?;诖?,課題組在細(xì)胞水平上證實了富勒烯可以有效地緩解氧化應(yīng)激以及胰島素抵抗J. Mater. Chem. B, 2020, 8, 7521;隨后深入研究了富勒烯在活體水平上治療Ⅱ型糖尿病的效果和作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)金屬富勒烯不僅可以降糖,而且停藥后血糖不反彈,效果優(yōu)于陽性藥物二甲雙胍,機(jī)理研究表明,金屬富勒烯通過修復(fù)受損的胰腺組織和改善肝臟胰島素抵抗,來實現(xiàn)糖尿病治療(ACS Nano, 2019, 13, 8597)。 

 圖1 金屬富勒烯納米材料通過促進(jìn)肝臟甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)逆轉(zhuǎn)肝臟脂肪變性 

最近,該課題組在小鼠模型上進(jìn)行了金屬富勒烯納米材料治療肝臟脂肪變性疾病的研究,證實金屬富勒烯對肝臟脂肪變性具有很好的改善作用。他們對各組小鼠肝臟組織進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析,分類對脂質(zhì)合成、脂質(zhì)分解和脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的差異蛋白進(jìn)行統(tǒng)計,并通過蛋白質(zhì)印記方法進(jìn)行驗證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比于脂質(zhì)合成和脂質(zhì)分解過程的蛋白,將脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)出肝臟的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ApoB100(主要負(fù)責(zé)輸運(yùn)肝臟中甘油三脂)的表達(dá)水平在金屬富勒烯治療后顯著提高。此外,金屬富勒烯還可以改善受氧化應(yīng)激損傷的肝細(xì)胞線粒體,促進(jìn)其結(jié)構(gòu)、膜電位和呼吸鏈功能的恢復(fù)。代謝研究表明金屬富勒烯腹腔給藥后主要分布在胰腺、肝臟、脾臟、肺和腎臟,而且可以逐漸代謝出體外,并且治療后對于主要臟器未顯示有明顯毒性,該成果發(fā)表在(Sci. Adv., 2020, 6, eabc1586)上。  

參考資料:http://www.iccas.ac.cn/xwzx/kyjz/202009/t20200928_5707981.html

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