近日,威尼斯欢乐娱人v3676药学院姜新义教授团队与威尼斯欢乐娱人v3676齐鲁医院、山东省第一医科大学、山东中医药大学等单位合作,构建了一种可吸入的mRNA纳米递送系统,通过促进肺纤维化病灶中基质降解和肺泡上皮重建,为肺纤维化疾病的治疗提供了新思路。该研究成果以“Inhaled mRNA nanoformulation with biogenic ribosomal protein reverses established pulmonary fibrosis in a bleomycin-induced murine model”为题发表于Advanced Materials期刊(中科院JCR期刊一区,IF=30.849)。姜新义教授为通讯作者,药学院研究生张蕊为第一作者,威尼斯欢乐娱人v3676为第一作者和唯一通讯作者单位。
特发性肺纤维化(IPF)是一种进行性且最终致命的呼吸系统疾病,影响全球超过500万人。IPF病人肺成纤维细胞异常活化、增殖,介导肺间质基质过度沉积,肺组织过度瘢痕化,使肺泡结构遭到持续性破坏,最终致使IPF患者肺部气体交换受损甚至肺功能丧失,从而导致呼吸衰竭引起死亡。目前,肺纤维化临床治疗手段,除了肺移植术外,无论是药物治疗还是以肺康复训练为主的非药物治疗,只能减缓肺纤维化进展,不能逆转肺纤维化病灶,因此迫切需要开发新型治疗策略来修复纤维化病灶,提升患者肺功能。基质金属蛋白酶13 (MMP13)在IPF细胞外基质(ECM)重塑中起重要作用,尽管MMP13在IPF肺组织中表达增加,但由于肺内ECM大量产生和胶原溶解不平衡,随着IPF进展ECM沉积程度不断增加,导致肺纤维化程度加重。在纤维化病灶中增加MMP13可加速ECM降解,恢复肺泡空间。
鉴于此,姜新义教授团队首次提出并筛选了重组内源性核糖体蛋白用于mRNA递送的可行性和效率;通过双重功能化修饰制备了共载基质金属蛋白酶13 mRNA (mMMP13)和角化细胞生长因子(KGF)的纳米递送系统。该系统具有优良的生物相容性和药物递释能力,雾化吸入后微滴携带的纳米制剂沉积于肺泡中,在病灶部位响应释放外层KGF,促进肺泡上皮细胞增殖;mMMP13重组核糖体蛋白复合物被摄取后,原位产生MMP13加速肺泡腔中细胞外基质降解,促进纤维化病灶修复。小动物实验显示该系统可降低小鼠肺组织纤维化水平、协同恢复肺泡完整性,改善博莱霉素诱导的IPF小鼠模型肺功能。
近年来,姜新义教授团队在核酸药物可控递送等方面取得了一系列重要成果,先后发表于Nature Nanotechnology、Science Translational Medicine、PNAS、Advanced Materials、ACS Nano等国际著名期刊。该研究工作得到了国家高层次青年人才项目、国家自然科学基金-国际合作(交流)重点项目、国家自然科学基金-面上项目、山东省重大科技创新工程项目(2019)、山东省重大科技创新工程项目(2021)、威尼斯欢乐娱人v3676青年交叉学科创新群体基金和威尼斯欢乐娱人v3676齐鲁青年学者科研基金等项目支持。
相关链接:https://doi.org/10.1002/adma.202107506