JACS Au | 多药有序释放的DNA水凝胶促进糖尿病伤口愈合

英文原题：DNA-Based Hydrogels with Multidrug Sequential Release for Promoting Diabetic Wound Regeneration

通讯作者：吕敏 (上海师范大学)、王成世 (四川大学华西医院)、诸颖 (上海大学)

作者：Wei Li, Hui Xie, Liping Gou, Ye Zhou, Hao Wang, Ruoqing Li, Yong Zhang, Shuyun Liu, Jingping Liu, Yanrong Lu, Zhengliang Eric He, Nan Chen, Jiang Li, Ying Zhu*, Chengshi Wang*, and Min Lv*

糖尿病伤口愈合由于受到长期的细菌感染、过量的活性氧损伤、持续的炎症反应和不足的血管再生影响，导致极高的临床致病率和死亡率。多药联合是当前治疗糖尿病伤口愈合的常见策略。然而，根据伤口愈合不同阶段（止血期、炎症期、增生期和重塑期），构建多阶段干预、有序释放的多药整合策略却鲜有报道。

近日，上海师范大学吕敏研究员团队联合四川大学华西医院王成世助理研究员、上海大学诸颖研究员团队开发了一种基于DNA分子的多药有序释放的水凝胶，称为Agilegel，用于促进糖尿病伤口愈合（图1）。该策略充分利用DNA分子的可编程性以及不同的物理化学作用力（非共价、共价和物理包封），整合多种药物于一体，并实现了药物的分阶段、有序释放及最大疗效。

图1. Agilegel通过共价键、非共价键和物理包封调控VEGF-α、AgNCs和IL-10的释放动力学，促进糖尿病伤口愈合。

在Agilegel水凝胶中，血管内皮生长因子-α（VEGF-α）共价修饰于DNA分子的一级结构（磷酸盐骨架）、纳米银团簇（AgNCs）非共价形成于二级结构（富胞嘧啶），抗炎因子细胞介素-10（IL-10）物理封装于高级结构（孔隙），不同作用力显著影响药物在体内外的释放动力学（图2）。封装药物在第3天的释放率为80%，非共价和共价结合的药物分别在第8天和12天达到相同比例。

图2. Agilegel的合成、表征以及药物释放动力学。

Agilegel水凝胶有序释放药物可以显著清除糖尿病小鼠伤口部位金黄色葡萄球菌感染和过量活性氧、有效促进巨噬细胞由促炎型M1向抗炎型M2极化，并加速细胞增殖、血管生成和细胞外基质形成，显著加速糖尿病感染性伤口的愈合（图3）。该工作表明可编程的DNA分子可以赋予其微观或宏观结构预先确定的药物装载位点，为构建多药整合和按需精准释放策略提供了新思路。DNA水凝胶在发展用于复杂伤口和疾病的多药整合和分阶段干预治疗方面蕴藏了极大潜力。

图3. Agilegel促进糖尿病伤口愈合。

这一成果以“DNA-Based Hydrogels with Multidrug Sequential Release for Promoting Diabetic Wound Regeneration”为题在线发表在JACS Au 期刊。文章的第一作者为四川大学华西医院李威博士和上海师范大学化学与材料科学学院博士研究生谢辉。上海师范大学化学与材料科学学院吕敏研究员、四川大学华西医院王成世助理研究员和上海大学诸颖研究员为通讯作者。

转自：“ACS美国化学会”微信公众号

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