难治性气道炎症疾病,如鼻窦炎伴鼻息肉(CRSwNP)和支气管哮喘(BA),仍然是医学领域的一大挑战,对社会和家庭造成了巨大的医疗负担。当前的治疗手段效果并不理想,因此深入研究炎症机制并开发新型治疗策略显得尤为重要。
最近的研究发现,在多种气道炎症疾病的炎症部位,中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)的水平明显升高。这种由染色质丝和颗粒蛋白组成的NETs,在正常情况下帮助身体对抗微生物感染,但过量生成却可能激活下游炎症通路,导致局部炎症持续不愈。值得注意的是,常用的糖皮质激素等药物无法抑制炎症部位的NETs生成,这可能是其疗效不佳的重要原因。
细胞外游离DNA(cfDNA)的释放,是机体炎症部位细胞受损后的持续反应之一。cfDNA能通过激活Toll样受体9(TLR9)通路,进一步促进免疫反应。研究表明,清除或降解炎症部位的cfDNA,可以有效控制包括系统性红斑狼疮(SLE)、类风湿性关节炎(RA)等在内的多种炎症疾病。深入研究气道炎症部位cfDNA与NETs生成的机制,对于开发新型靶向干预技术具有重要意义。
近期,我院文卫平、涂召旭团队与美国哥伦比亚大学的Kam W. Leong教授(美国工程院、医学院院士)合作,在ACS NANO(影响因子为17.1)上在线发表了一篇题为“Tackling Severe Neutrophilic Inflammation in Airway Disorders with Functionalized Nanosheets”的论文。该研究发现CRSwNP患者鼻腔分泌物中的cfDNA和NETs水平显著高于健康志愿者,且cfDNA水平与气道炎症程度密切相关。这为开发新型靶向干预技术提供了重要依据。
本研究合成了具有不同羟/胺比例的阳离子聚甘油(PGA)修饰的黑磷(BP)纳米片。实验结果显示,BP-PGA50纳米片具有卓越的cfDNA清除能力、良好的抗蛋白吸附能力和较低的细胞毒性。BP-PGA50还能有效抑制TLR9的激活,减少NETs的形成。体内实验表明,BP-PGA50在气道炎症部位大量积累,有效缓解模型小鼠鼻黏膜和肺部的炎症情况。长期和大剂量治疗也表现出优异的生物安全性。这项研究为治疗难治性气道炎症疾病提供了新的思路和方法。该研究揭示了羟/胺比例在PGA纳米药物构建中的关键作用,为未来的抗炎药物开发提供了重要启示。
【图1】展示了BP-PGA的合成过程以及BP-PGA50治疗小鼠气道炎症的示意图。而【图2】则展示了CRSwNP患者鼻腔分泌物中的cfDNA和NET水平。【图3】展示了BP-PGA50纳米片如何减轻小鼠模型中的气道炎症。这一系列的突破性研究为气道炎症的治疗带来了新的希望。论文新闻:Zhaoxu Tu等多位研究者成功解决气道疾病中的严重中性粒细胞炎症问题,采用功能化纳米片技术。该研究论文已在ACS Nano杂志上发表,论文编号为18,发布年份为2024,页码范围在7084至7097。
该研究得到了国家自然科学基金的鼎力支持,基金号包括:82271188、82020108009、81870696和81974141。广东省自然科学基金(项目号:2018B030312008和2022A1515010506)和中国科协的“青年人才托举工程”(项目编号:2022QNRC001)也为该研究提供了支持。这项研究展现了一种具有突破性的治疗策略,有望为中性粒细胞炎症相关气道疾病的治疗开辟新的道路。
值得一提的是,该论文中的所有图片均由合作医院提供。该研究的通讯员为张婷婷、戴希安和简文杨。这项研究成果不仅对于理解中性粒细胞炎症在气道疾病中的作用具有重要意义,也对于未来的药物设计和治疗策略提供了有价值的参考。
我们期待着这一研究领域在未来能够取得更多的进展,为众多受到气道疾病困扰的患者带来福音。