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天津大学医学部生命科学学院王涛课题组构建工程化生物正交细胞靶向递送系统

      2025-04-18       

本站讯(生命科学学院供稿)基于细胞载体的靶向递送系统具有良好的生物相容性、低免疫原性、长循环时间、靶向归巢特性和穿越生物屏障的能力,有望在体内复杂病理部位实现精确给药。然而,细胞载体可能会被机体快速识别并清除,这缩短了其在感染部位的滞留时间,限制了临床应用中的有效性。此外,将药物负载在细胞表面或将药物注入细胞可能会破坏细胞膜,导致结构完整性受损和渗透压发生变化,从而损害细胞调节功能并降低细胞靶向归巢的效率。

2025年4月10日,天津大学医学部生命科学学院王涛团队在《Acta Biomaterialia》期刊在线发表题为“Engineered bioorthogonal cell delivery system for in situ antimicrobial peptide recruitment during systemic bacterial infection”的研究论文,团队基于合成生物学与糖代谢工程协同策略构建智能细胞载体,实现对炎症病灶的高效药物递送。

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为了提高细胞载体在炎症部位的递送和存活效率,本研究通过基因工程方法构建了稳定表达分化簇24(CD24)蛋白的MSCs细胞载体(命名为M24细胞)。M24细胞表面CD24与单核巨噬细胞表面凝集素10(Siglec-10)特异性结合,激活“别吃我”信号通路以抑制免疫清除作用,从而显著延长异体细胞载体在病灶区域的免疫豁免存留时间。为进一步优化药物递送策略,创新性引入体内生物正交靶向募集系统:基于代谢糖工程方法在M24细胞表面锚定N3基团(命名为M24N3细胞),同时合成二苯并环辛炔(dibenzocyclooctyne,DBCO)修饰的抗菌肽LL37(DBCO-LL37),两者通过高效的无铜点击化学反应在体内实现时空可控自组装。

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分步注射治疗方案示意图

系统通过分步注射策略维持细胞活力,其生物正交反应效率超过60%,确保抗菌肽精准募集至炎症部位,有效清除病原体并恢复免疫稳态。体内实验结果表明,M24N3@DBCO-LL37协同体系可规避传统递送系统的快速清除缺陷,通过病原清除-免疫调节双重机制显著提升脓毒症模型治疗效果,为复杂炎症性疾病的精准治疗提供了创新性解决方案。

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基于生物正交反应的连接效率

天津大学医学部生命科学学院博士研究生彭文畅、硕士研究生杜雅静为本文的共同第一作者。天津大学医学部生命科学学院王涛教授和天津医科大学郑斌教授为本文的通讯作者,天津大学医学部生命科学学院为本论文第一完成单位。此工作得到了国家自然科学基金(32271400, 32170144和32470146)的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2025.04.023

(编辑 焦德芳 牛和旭)