浙江大学周民团队 Nano Today：微藻口服水凝胶协同治疗铅中毒相关疾病

2023-10-28 来源：高分子科技

铅是最常见和有毒的重金属之一，随着全球高污染产业的转移及蓬勃发展的新能源产业的铅污染，铅中毒成为全球性公共卫生问题。然而，目前标准临床疗法螯合治疗和血液透析费用昂贵，并受器官系统(尤其是肾脏)严重毒性表现的限制。除螯合疗法外，补充抗氧化剂是通过减轻氧化应激来减轻铅相关组织损伤的另一种治疗策略。因此，从螯合和抗氧化的协同作用中开发出一种低成本、高安全性、高效的铅解毒剂是迫切需要的。

生物吸附是一种很有前景的利用天然微生物具有良好的特定金属吸附能力消除环境中重金属的方法，其中，微藻因其优良的吸附能力、较高的生物安全性、较低的成本以及众多的医疗应用而备受关注。然而，有限的抗氧化成分和受到胃肠道生理屏障抑制等限制性的生物约束，导致其在铅中毒解毒的体内应用受限。针对以上问题，近期，浙江大学周民团队在材料领域期刊《Nano Today》上发表文章“Microalgae-Based Natural Oral Hydrogel System for Synergistic Treatment of Lead Poisoning-Related Diseases”（IF：17.4）。

本研究通过CMCS/SA包被活性成分(CV和BBR)，京尼平进行交联，成功制备了用于急性/亚急性/慢性铅中毒解毒的多功能口服交联微藻水凝胶BBR-CV@ALG。这种微藻水凝胶利用pH敏感性，增强了胃屏障内的稳定性和肠道内的生物降解性，从而降低了BBR的肠道毒性，延长了CV的滞留时间。更重要的是，BBR-CV@ALG的联合治疗策略是基于螯合、抗氧化和调节肠道菌群三疗法协同作用。释放的CV通过螯合活性位点清除铅离子，表现出优越的解毒能力。释放的BBR清除ROS，抑制铅引起的炎症，对组织器官建立强大的抗氧化防御。同时，这两种成分改善了肠道菌群的多样性，增加了有益菌Akkermansia muciniphila和Lactobacillus taiwanensis的相对丰度以保护肠道屏障，从而维持健康的肠道微环境。此外，BBR-CV@ALG与正常人体细胞具有生物相容性，在体内与主要器官具有安全性。基于“绿色替代”的理念，本研究为微藻从生物修复走向急性/亚急性/慢性铅中毒的体内解毒提供了一种策略。此外，与传统的人工合成螯合剂相比，该微藻水凝胶具有成本低、长期使用安全性高、制备过程不复杂等优点，显示出巨大的商业化和临床应用潜力。
论文的第一作者是浙江大学医学院硕士生刘超亿，浙江大学周民研究员为论文的通讯作者。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2023.102034

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（责任编辑：xu）

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