新型纳米药物解决炎症，促进组织愈合
纽约(2013年3月18日)-一组多中心研究人员，包括哥伦比亚大学医学中心(CUMC)、布里格姆妇女医院(BWH)、西奈山医学院和麻省理工学院的科学家，已经开发出可降解的纳米颗粒，能够将消炎药物运送到组织损伤部位。这种纳米颗粒已在小鼠身上成功测试，有可能用于治疗一系列以过度炎症为特征的疾病，如动脉粥样硬化。这项研究今天发表在《美国国家科学院院刊》网络版上。
身体保护自己免受感染或伤害的一个关键途径是通过急性炎症。理想情况下，这种反应首先促进病原体或受损组织的清除;然后，通过一个被称为炎症解决的过程，它清除细胞碎片和炎症介质，使组织恢复到正常状态。然而，在许多情况下，包括心脏病、关节炎和神经退行性疾病，炎症过程永远不会消失，导致组织损伤。
“有很多药物可以用来控制炎症。然而，这种治疗通常有显著的副作用，并抑制炎症反应的积极方面，”共同资深作者Ira Tabas说，医学博士，Richard J. Stock教授，医学系，CUMC病理学和细胞生物学教授(生理学和细胞生物物理学)。另一位共同资深作者是Omid Farokhzad，医学博士，布里格姆和妇女医院(BWH)麻醉学副教授和纳米医学和生物材料实验室主任。
为了克服这些障碍，研究人员结合了两项进展。首先，基于共同作者Gabrielle Fredman博士(CUMC博士后研究员)的想法，他们利用了一种24个氨基酸的肽Ac2-26，它来自一种自然存在的炎症解决蛋白介质，称为膜联蛋白A1。第二，他们不是简单地将“裸”肽注射到受伤的老鼠体内，而是将肽包装到由BWH小组设计的纳米颗粒中，这些纳米颗粒能够将药物靶向到组织损伤的部位。纳米粒子的这种能力是通过添加两种成分获得的:一种是赋予它们类似隐形的特性，使它们能够避免被白细胞和肝脏检测和清除;第二种则使它们能够靶向IV型胶原蛋白，这是一种在组织损伤部位发现的蛋白质。
每个纳米颗粒的直径不到100纳米，也就是人类头发直径的10万分之一。
纳米颗粒在患有腹膜炎(腹膜的炎症，腹部内壁的薄组织)或后肢缺血-再灌注损伤(缺血或缺氧一段时间后血液供应返回组织时造成的组织损伤)的小鼠身上进行了测试。在患有腹膜炎的小鼠中，静脉注射含有Ac2-26的纳米颗粒比静脉注射裸Ac2-26在限制中性粒细胞(一种炎性白细胞)的招募和增加炎症的解决方面更有效。在有再灌注损伤的小鼠中，与两种类型的对照纳米颗粒相比，纳米颗粒减少了组织损伤:一种是含有24个氨基酸的肽，使其在生物上失去活性，另一种是没有iv型胶原靶向成分的Ac2-26纳米颗粒。
“这些靶向聚合物纳米颗粒能够以非常小的剂量阻止中性粒细胞(白细胞最丰富的形式)渗透到疾病或损伤部位，”该研究的联合首席作者、BWH博士后研究员Nazila Kamaly博士说。“这一作用阻止中性粒细胞进一步分泌信号分子，从而导致持续的高炎症状态和进一步的疾病并发症。”
塔巴斯博士说:“这种方法的美妙之处在于，与其他许多抗炎方法不同，它利用了自然本身的设计来防止炎症引起的损伤，不会损害宿主的防御，并促进组织修复。”
虽然纳米颗粒确实会扩散到全身组织，但它们往往会集中在炎症区域。弗雷德曼博士说:“理论上，这应该允许医生使用比通常更小的药物剂量，并减少不必要的副作用。”
该团队目前正在设计用于治疗动脉粥样硬化的纳米颗粒。初步研究表明，纳米颗粒能够靶向动脉粥样硬化斑块。
作者已经申请了靶向聚合物消炎纳米颗粒的专利，用于治疗各种慢性炎症疾病，包括动脉粥样硬化、自身免疫性疾病、2型糖尿病和阿尔茨海默病。
这篇论文的题目是“靶向聚合物消炎纳米颗粒的开发和体内疗效”。其他贡献者是Manikandan Subramanian (CUMC)、Suresh Gadde (BWH)、Aleksandar Pesic (BWH)、Louis张(BWH)、Zahi Adel Fayad (Mount Sinai School of Medicine)和Robert Langer (Massachusetts Institute of Technology)。
该研究得到了国家心脏，肺和血液研究所的纳米技术奖奖卓越方案（HHSN268201000045)，由美国国立卫生研究院(CA151884)，以及大卫·科赫-前列腺癌基金会纳米疗法奖。
根据Brigham and Women 's Hospital和Harvard Medical School机构指南，Farokhzad博士公开了他在BIND Biosciences、Selecta Biosciences和Blend Therapeutics的财务权益，这三家生物技术公司开发用于医疗应用的纳米颗粒技术。BIND、Selecta和Blend不支持上述研究，目前这些公司对作为研究的一部分开发的任何技术或知识产权没有权利。BIND、Selecta和Blend是由dr。Farokhzad和Langer，他们担任董事会和科学顾问委员会的成员。
其他提交人声明没有任何财务或其他利益冲突。
- # # # #
哥伦比亚大学医学中心在基础、临床前和临床研究方面处于国际领先地位;医疗卫生科学教育;和病人护理。医疗中心培养未来的领导者，包括内科医生和外科医生学院、梅尔曼公共卫生学院、牙科医学院、护理学院的许多医生、科学家、公共卫生专业人员、牙医和护士的专门工作，艺术与科学研究生院的生物医学部门，以及联合研究中心和机构。哥伦比亚大学内外科医生学院成立于1767年，是美国第一个授予医学博士学位的机构，也是美国最挑剔的医学院之一。哥伦比亚大学医学中心是纽约市和纽约州最大的医学研究企业的所在地，也是美国最大的研究企业之一。www.cumc.columbia.edu
媒体联络:cumcnews@columbia.edu, 212-305-3900