成都奥创生物参与了名为《A Tetrahedral DNA Framework-Based Mitochondrial Anchoring System Promotes Diabetic Wound Healing via Mitophagy and Mitostress Regulation》的实验项目,这项研究为糖尿病伤口治疗提供了一种突破传统瓶颈的新策略,具有巨大的潜在临床应用价值。
1、文章:
A Tetrahedral DNA Framework-Based Mitochondrial Anchoring System Promotes Diabetic Wound Healing via Mitophagy and Mitostress Regulation
一种基于四面体DNA框架的线粒体锚定系统可通过线粒体自噬和线粒体应激调控促进糖尿病伤口愈合
ACS Applied Materials & Interfaces
DOI: 10.1021/acsami.5c19661
2、挂名引用:
3、期刊介绍:
期刊名:ACS Applied Materials & Interfaces
2025年影响因子/JCR分区:8.2/Q15.1/Q1
学科与分区:
材料科学(Q3);
MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY(Q1);
NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY(Q1);
出版国家或地区:UNITED STATES
糖尿病伤口已成为全球性的重大健康问题。据估计,19%−34%的糖尿病患者正遭受慢性难愈伤口的困扰。当前临床干预措施如清创术、抗菌敷料和生长因子治疗旨在缓解这些病理变化,但往往无法解决持续炎症和纤维再生障碍的潜在分子驱动因素。
糖尿病伤口中血管和纤维化再生的核心障碍源于线粒体氧化应激和失调的线粒体自噬。调节线粒体活性氧、抑制脂质过氧化以及调节抗氧化酶活性至关重要。研究表明,RSV(白藜芦醇)在肾细胞中调节PINK/PARKIN介导的线粒体自噬,并在内皮细胞中激活线粒体呼吸链复合物。然而,RSV的临床应用面临着生物利用度低、代谢快以及治疗性血浆浓度不足等挑战。因此,设计具有增强生物相容性、可控释放动力学和线粒体靶向特征的RSV递送系统,对于充分实现其治疗潜力至关重要。
四面体框架核酸由四条单链DNA自组装而成,具有自由穿透细胞膜的固有特性。tFNAs表现出优异的生物相容性、安全性、可编程性和稳定性;能够递送寡核苷酸、多肽和天然小分子;其结构允许进一步的化学修饰。罗丹明19具有亲脂性,容易穿过疏水膜;带正电荷,有助于与带负电的线粒体内膜发生静电吸引;通过酰胺键具有DNA结合能力。因此,用罗丹明19功能化tFNAs可能是实现线粒体靶向的一种可行策略。
因此,实验室构建了一个基于DNA框架的线粒体锚定系统。该系统通过利用罗丹明19修饰的tFNAs进行线粒体靶向的RSV递送,来协调线粒体行为和细胞过程的调控,最终加速糖尿病伤口愈合。
要点一:
实验室采用顶点修饰策略将罗丹明19连接至tFNAs的框架顶点。更有利于线粒体靶向并且tFNAs保留的其他角点使其能够通过“角点攻击”进入细胞。
要点二:
TRh-RSV能够有效挽救细胞活力。TRh能将白藜芦醇递送入HUVEC细胞和L929细胞,并实现线粒体靶向。
要点三:
TRh-RSV能够有效抑制线粒体氧化应激、调控线粒体自噬并维持线粒体稳态。
要点四:
TRh-RSV 能增强细胞迁移能力,促进血管生成,并提高纤连蛋白的表达水平。TRh-RSV 能够调控 HUVEC细胞和 L929 细胞的细胞功能,其在糖尿病伤口修复中具有潜在的治疗应用价值。
要点五::
通过构建db/db小鼠背部皮肤缺损模型,TRh-RSV能够促进血管及纤维相关功能蛋白的表达,对糖尿病伤口愈合的积极作用。
要点六:
TRh-RSV通过抑制线粒体氧化应激及调控线粒体自噬,加速伤口愈合并促进血管及纤维再生相关蛋白的表达。该研究为糖尿病伤口治疗提供了新的研究思路。
TRh-RSV的制备与表征。
(A)TRh及TRh-RSV的合成过程。(B)不同TRh与RSV比例(TRh:RSV = 1:100、1:200、1:300及1:350)下的GelRed竞争实验结果。(C)PAGE电泳结果证实TRh与TRh-RSV成功合成。(D) CE电泳结果证实TRh与TRh-RSV成功合成。(E) 紫外吸收光谱结果显示RSV已负载于TRh。(F)fNAs、TRh及TRh-RSV的Zeta粒径分布数据。(G) fNAs、TRh及TRh-RSV的Zeta电位数据。(H)不同TRh与RSV比例下的包封率。(I)RSV与TRh-RSV在PBS(pH=7.4, 37℃)中的体外释放曲线。(J)RSV与TRh-RSV在FBS(pH=7.4, 37℃)中的体外释放曲线。(K)TEM图像显示TRh的形态。(L)TEM图像显示TRh-RSV的形态。(M)AFM图像显示TRh-RSV的形态稳定性。
TRh-RSV在HUVEC和L929细胞中的细胞活力、内吞作用及线粒体靶向性。
(A)模型处理后HUVEC细胞活力的CCK8检测结果。(B) RSV处理后 HUVEC细胞活力的CCK8检测结果。(C) CCK8检测葡萄糖、H2O2、tFNAs、TRh、RSV、tFNAs-RSV及TRh-RSV处理后 HUVEC 细胞活力。(D) 模型处理后L929细胞活力的CCK8检测结果。(E)RSV处理后L929细胞活力的CCK8检测结果。(F)CCK8检测葡萄糖、H2O2、tFNAs、TRh、RSV、tFNAs-RSV及TRh-RSV处理后L929细胞的存活率。(G)HUVEC与Cy5-RSV、Cy5-tFNAs-RSV及Cy5-TRh-RSV共孵育8小时后的代表性免疫荧光图像。(H)L929细胞与Cy5-RSV、Cy5-tFNAs-RSV及Cy5-TRh-RSV共孵育8小时后的代表性免疫荧光图像。(I)流式细胞术检测HUVEC对RSV、tFNAs-RSV及TRh-RSV的摄取情况。(J)HUVEC中RSV、tFNAs-RSV及TRh-RSV各组细胞内荧光信号的统计学分析。(K)流式细胞术检测L929细胞对RSV、tFNAs-RSV及TRh-RSV的摄取情况。(L)L929细胞中RSV、tFNAs-RSV及TRh-RSV各组细胞内荧光信号的统计学分析。(M)HUVEC中MitoTracker与DAPI染色的代表性免疫荧光图像。(N)HUVEC中皮尔逊相关系数与重叠系数的统计学分析。(O)L929细胞中MitoTracker与DAPI染色的代表性免疫荧光图像。(P)L929细胞中皮尔逊相关系数与重叠系数的统计学分析。
HUVEC 和L929细胞中的线粒体应激与线粒体自噬。
(A) HUVEC 中MitoSOX的代表性免疫荧光图像。(B) MitoSOX荧光强度的统计分析。(C)HUVEC中MDA活性。(D) HUVEC中SOD活性。(E)L929细胞中MitoSOX的代表性免疫荧光图像。(F) L929细胞中MitoSOX荧光强度的统计分析。(G) L929细胞中MDA活性。(H)L929细胞中SOD活性。(I) HUVEC 中LC3与线粒体共定位的代表性免疫荧光图像。(J)HUVEC中Pearson系数的统计分析。(K)HUVEC 中PINK的相对表达量。(L)HUVEC中PAEKIN的相对表达量。(M)L929细胞中LC3与线粒体共定位的代表性免疫荧光图像。(N) HUVEC中Pearson系数的统计分析。(O)L929细胞中PINK的相对表达量。(P)L929细胞中PAEKIN的相对表达量。
细胞迁移及血管与纤维再生相关蛋白的表达。
(A) 划痕实验显示HUVEC 迁移情况。(B) HUVEC中部区域面积的统计分析。(C)划痕实验显示L929细胞迁移情况。(D) L929细胞中部区域面积的统计分析。(E)HUVEC中CD31的相对表达量。(F) HUVEC中VEGF的相对表达量。(G) L929细胞中Collagen III相对表达量。(H) L929细胞中TGF -β的相对表达量。(I)HUVEC中VEGF表达的免疫荧光图像。(J)HUVEC中VEGF表达的统计分析。(K)L929细胞中TGF-β表达的免疫荧光图像。(L) L929细胞中TGF-β表达的统计分析。
SD糖尿病伤口面积、HE染色及Masson染色结果。
(A)体内实验流程图。(B) 术后0、3、7、10及14天糖尿病伤口愈合情况。(C)伤口面积统计分析。(D)伤口面积百分比的统计分析。(E)H&E染色显示不同组别在第14天的皮肤愈合情况(红色箭头:炎症细胞;蓝色箭头:新生血管;绿色箭头:皮肤附属器)。(F)Masson染色显示不同组别在第14天的皮肤愈合情况。
不同分组中VEGF、Vimentin、Collagen III及TGF-β的免疫组化结果。
(A)第14天皮肤组织中VEGF的免疫组化染色结果。(B)不同分组中VEGF的统计分析。(C)第14天皮肤组织中Vimentin的免疫组化染色结果。(D)不同分组中Vimentin的统计分析。(E)第14天皮肤组织中Collagen III的免疫组化染色结果。(F)不同分组中CollagenIII的统计分析。(G)第14天皮肤组织中TGF-β的免疫组化染色结果。(H)不同分组中TGF-β的统计分析。数据以均值±标准差表示(n=3)。(I)第14天皮肤组织中α-SMA的免疫组化染色结果。(J)不同分组中α-SMA的统计分析。
糖尿病伤口中的氧化应激与线粒体自噬水平。
(A)第14天皮肤组织中iNOS的免疫荧光染色结果。(B)不同组别iNOS的统计分析。(C)第14天皮肤组织中TOM20与LC3的免疫荧光共定位。(D)不同组别共定位的统计分析。(E)糖尿病伤口中PINK的相对表达量。(F)糖尿病伤口中PARKIN的相对表达量。