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Chemical Science | 天然超声响应型NO增强剂FPG为动脉粥样硬化治疗提供新策略

Chemical Science | 天然超声响应型NO增强剂FPG为动脉粥样硬化治疗提供新策略
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本文开发了一种天然超声响应型一氧化氮(NO)增强剂FPG,能够实现靶向释放NO,有效缓解氧化应激、抑制炎症反应并促进血管新生。该系统具有良好的生物相容性和安全性,为动脉粥样硬化内皮功能障碍的治疗提供了创新策略。

 

文献概述
本文《A natural ultrasound-triggered nitric oxide booster for endothelial dysfunction therapy》,发表于《Chemical Science》杂志,回顾并总结了动脉粥样硬化(AS)中内皮功能障碍的分子机制及治疗策略。研究重点在于开发一种天然、安全且具有靶向性的NO递送系统,以克服现有药物如他汀类在长期使用中引起的毒性问题。

背景知识
动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病,其早期标志之一是血管内皮功能障碍,表现为NO生物利用度降低、ROS水平升高及炎症因子释放增加。目前的治疗策略如NO释放支架、3D打印移植物等虽有一定疗效,但存在靶向性差、释放不可控等问题。因此,开发一种外源刺激响应型NO递送系统成为研究热点。VEGF/eNOS信号通路在血管生成中具有关键作用,而Nrf2/NF-κB通路则与抗氧化和抗炎机制密切相关。本研究通过构建FPG纳米系统,结合fucoidan的天然抗炎与靶向特性,以及GSNO的NO释放能力,利用超声触发实现精准治疗。

 

构建VEGF/eNOS信号通路研究模型,提供多种心血管疾病相关基因编辑和药效评估服务,支持体内基因表达调控及药物筛选。

 

研究方法与实验
研究团队通过自组装方法合成FPG纳米颗粒,包含fucoidan、GSNO和PEG连接剂。使用ox-LDL刺激的HUVECs建立内皮功能障碍模型,并通过超声刺激FPG释放NO。采用RNA测序和Western blot分析NO释放对Nrf2、NF-κB、VEGF/eNOS通路的调控作用。动物实验采用ApoE−/−小鼠高脂饮食诱导AS模型,评估FPG+US对主动脉斑块面积、血管壁厚度及脉搏波传导速度(PWV)的影响。

关键结论与观点

  • 成功合成FPG纳米系统,其在超声刺激下可实现可控NO释放,释放量可通过超声功率密度、浓度及照射时间进行调节。
  • 在ox-LDL诱导的HUVECs模型中,FPG+US显著降低IL-6、IL-1β和TNF-α的分泌,同时减少ROS和ONOO−水平,增强细胞迁移和管状结构形成能力。
  • 动物实验显示FPG+US治疗组主动脉斑块面积显著减少(0.10 ± 0.04% vs. HFD组2.25 ± 0.10%,P=0.003),并有效维持血管壁结构完整性和PWV稳定。
  • Western blot和RNA-seq分析显示FPG+US通过激活Nrf2、抑制NF-κB和增强VEGF/eNOS通路,调节氧化应激、炎症及血管生成。
  • 生物安全性评估显示FPG在体内外均无明显毒性,且其治疗效果优于他汀类药物AT,具备良好的转化潜力。

研究意义与展望
本研究为动脉粥样硬化相关内皮功能障碍提供了一种天然、靶向且响应超声的NO递送系统,为未来基因编辑动物模型和药效评估平台提供了潜在应用基础。下一步可结合基因编辑小鼠研究特定靶点在AS进展中的作用,并利用人源化模型验证FPG的临床转化潜力。

 

提供基因编辑小鼠模型,涵盖动脉粥样硬化、肥胖、糖尿病等代谢性疾病研究,适用于靶向基因功能与药效评估。

 

结语
综上所述,该研究成功构建了一种天然超声响应型NO增强剂FPG,通过靶向P-selectin实现HUVECs中NO的可控释放,有效缓解AS相关内皮损伤。FPG+US治疗在体内外均显著改善氧化应激和炎症微环境,促进血管修复,同时具备良好的生物安全性。该研究为NO递送系统的精准设计提供了新思路,并为心血管疾病的靶向治疗和药物递送平台的开发提供了实验依据。

 

文献来源:
Yuqiong Wang, Dong Meng, Yu Dong, Wen Gao, and Bo Tang. A natural ultrasound-triggered nitric oxide booster for endothelial dysfunction therapy. Chemical Science.
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