新型NO靶向遞送系統為治療血管損傷提供新策略

　　一氧化氮(NO)是心血管系統的一個重要氣體信號分子，在維持血管正常生理功能中發揮重要作用，并對血管穩態進行精密調控。人們所熟知的經典心血管藥物——硝酸甘油，就是通過釋放一氧化氮發揮擴張血管作用的。但是，過高劑量的NO會導致細胞凋亡，產生毒性。如果NO全身性釋放還會導致血壓下降、心跳加速等副作用。因此，發展精準的NO遞送系統，實現靶向傳輸是目前該領域研究熱點，也是制約NO生物材料臨床應用的“瓶頸”。

新型NO靶向遞送系統作用機理示意圖

　　經過4年科研攻關，南開大學生命科學學院趙強教授與藥學院沈杰副教授、程劍松副教授聯合研究團隊，針對內源性半乳糖苷酶會引發一氧化氮供體化合物分解導致NO非特異性釋放的問題，利用化學生物學“凸凹互補”的原理設計制備了新型NO靶向遞送系統，可以將NO精準遞送至病灶部位。這種新型的NO遞送系統有效解決了內源性酶導致的NO非特性釋放和由此引發的副作用。

　　“非特異性釋放是指除了在病灶部分，在全身其它組織器官中都有一定釋放，因此，會對人體產生毒副作用。而我們設計的新策略類似于在疾病部位建立了一個藥物‘加工廠’，通過靜脈輸送前藥，經血液循環送達病灶，加工產生一氧化氮，用于疾病治療，實現精準靶向。”趙強說。

　　研究人員將這種“凸凹互補”的NO遞送體系應用于大鼠下肢缺血和小鼠急性腎缺血(AKI)等疾病模型，精準的NO傳輸能夠更有效地促進血管新生，恢復大鼠下肢的血流灌注，促進AKI小鼠的腎臟組織修復，并有效改善腎臟功能。他們進一步在內皮一氧化氮合酶基因敲除小鼠模型中驗證了這個新型的NO遞送系統的有效性。

　　“這些研究結果表明，新型NO遞送系統及其生物材料可能為糖尿病、動脈粥樣硬化等慢性疾病狀態下的血管損傷提供新的治療策略。”趙強說。

　　該研究工作的論文以長文形式在線發表于國際權威期刊《自然?化學生物學》(Nature Chemical Biology)。趙強、沈杰、程劍松為論文共同通訊作者，南開大學博士后侯靜麗、博士生潘伊娃、朱大帥為論文共同第一作者，南開大學是論文第一單位和通訊作者單位。

　　南開大學“心血管組織工程”教育部創新團隊與藥物化學研究團隊緊密合作，開展了新型NO供體化合物的設計合成以及NO功能生物材料的制備，并應用于缺血性疾病的治療，取得了多項高水平研究成果。近年來，該團隊在生命科學學院孔德領教授帶領下致力于心血管生物材料與組織工程的基礎與應用基礎研究，先后承擔了國家重點研發計劃、國家自然科學基金重點項目和重點國際合作項目等。2018年，團隊在Nat Chem Biol , Nat Commun, Circ Res, Adv Mater, J Am Chem Soc, Adv Sci, Angew Chem Int Ed Engl, Nano Lett等期刊發表論文十余篇以及多篇Biomaterials論文。先后獲得天津市自然科學一等獎、二等獎，天津市科技進步二等獎，培養了多名“杰青”和“優青”。