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学术动态

秦树存教授团队使用新型氢供体Pd纳米颗粒强化慢性肝病的氢分子疗法

发布日期:2023-05-22

包括非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)在内的慢性肝病(chronic liver disease,CLD)是由不同病因引起的,以炎症为主要特征的肝脏疾病。传统的抗炎治疗尚无法得到令人满意的疗效。氢分子能够在铁卟啉的催化加氢作用下中和包括·OH在内的氧自由基,是一种具有高度生物安全性的广谱抗炎气体分子。然而,氢分子的低溶解度及高度扩散性阻碍了其在CLD中的有效应用,亟需寻找能够大剂量靶向肝脏递送氢分子的治疗策略。近日,山东第一医科大学第二附属医院秦树存教授和上海交通大学何前军教授通过长期团队合作在生物医学1区杂志《Theranostics》(2021IF:11.600)上发表论文,报道了使用Pd纳米颗粒预防和治疗小鼠NASH的治疗策略。该策略基于Pd纳米颗粒催化加氢的特性,实现了肝脏靶向高剂量递送氢分子,为寻求安全高效的CLD氢分子疗法开辟了一条新道路。

PdH纳米颗粒具有优异的储氢能力和催化性能。此项研究制备的PdH纳米颗粒呈立方体形态,具有高度分散性。PdH纳米颗粒在静脉注射后可在肝脏中靶向蓄积,在日常吸氢过程中捕获通过肝脏的氢分子,并快速催化·OH加氢生成H2O。此项研究分别对轻度和中度NASH小鼠进行尾静脉注射PdH纳米颗粒,并每天吸入4%的氢气3h。与单独氢气吸入相比,注射PdH纳米颗粒在血脂、组织病理学、肝脏脂代谢紊乱、肝损伤,以及系统性及局部炎症等方面均表现出更显著的改善作用。对肝组织进行转录组分析,并结合体外细胞实验证实,PdH联合氢分子处理的策略,能够通过抑制STAT1信号通路,降低TNF-α、IL-6、IL-1β细胞因子的转录与表达,从而起到抗炎的生物医学作用。此外,该策略中使用的10mg/kgPd剂量对重要脏器在不同时间点均未表现出明显的损害。Pd可逐渐排出小鼠体外,经静脉注射PdH纳米颗粒24周后,约有一半剂量的Pd已从肝脏排出。在辅以肌肉注射谷胱甘肽的情况下,Pd可在治疗结束后基本消除。

Pd纳米颗粒的局部捕获和催化氢化特性使·OH消除效率更高,显著增强了氢气吸入对小鼠NASH的治疗作用。该项研究验证了Pd纳米颗粒与氢气吸入联合的治疗策略,该策略为实现安全高效的CLD的靶向治疗开辟了新的途径。

秦树存教授是山东省政府引进的泰山学者特聘专家,解放军总医院老年医学博士,美国哥伦比亚大学分子医学博士后,美国加州大学动脉粥样硬化高级研究员,获省部级科技进步奖4项,获得“中科院百人计划”、山东省“泰山学者”和“国务院特殊津贴”等荣誉,任中国生物化学和分子生物学会理事、中国病理生理学会理事、中国老年保健医学研究会常务理事、氢分子生物医学分会会长,国际氢医学与生物学会会长。

秦树存教授团队长期从事氢分子生物医学的基础和临床研究及应用推广,在氢分子针对动脉粥样硬化、代谢综合征等代谢紊乱疾病的新疗法研究,取得了一系列重要研究成果,发表在《J Clin Endocrinol Metab》、《Free Radic Biol Med》、《Atherosclerosis》、《J Lipid Research》、和《Front Pharmacol》等杂志,获得山东省科技进步二等奖,培养成就多名青年教授。

陶鸽如副教授、刘锋研究生和金召奎教授为文章的并列第一作者。秦树存教授和何前军教授为共同通讯作者,该项研究得到泰山学者特聘专家人才基金(ts201511057)、国家自然科学基金面上项目(NSFC81770855)、山东第一医科大学学术提升计划潜力项目基金(2019QL010)等的持续资助。

参考文献:

原文链接:https://www.thno.org/v13p2455.htm

Geru Tao, Feng Liu, ZhaokuiJin, Boyan Liu, Hao Wang, Daosheng Li, Wei Tang, Yuan Chen, Qianjun He, Shucun Qin.A strategy of local hydrogen capture and catalytic hydrogenation for enhanced therapy of chronic liver diseases. Theranostics. 2023; 13(8): 2455-2470.


供稿:第二附属医院 科研部

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