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用于光能源疗法（PDT）增敏剂局部给药的微针贴剂因其安全性、聘用性和非侵入性而具有眩惑力。然而，低效光敏剂寄递加上缺氧肿瘤微环境的局限性仍然具有挑战性。

为了克服这些问题，北京大学张俊龙讲授/德克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan L. Sessler团队成就了一种有用的微针贴片，该贴片基于含有含锌卟啉同样物ZnBP（w）的光敏剂基质内的分子间静电相互作用（有缠绵1）。这种想象普及了微针贴片的机械强度，并普及了水环境中的光敏剂负载效力。本考虑强调了静电相互作用在想象微针PDT贴片中的平正过甚临床后劲。

关系考虑扫尾以“Electrostatic Force-Enabled Microneedle Patches that Exploit Photoredox Catalysis for Transdermal Phototherapy”为题于2024年12月31日发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

有缠绵1 微针PDT贴片的制备及应用暗意图

1.ZnBP和NADH之间的静电相互作用

为了使ZnBP具有水溶性，作家制备了一种阳离子繁衍物ZnBP (w)。为了在水性介质中检会这种假设的相互作用，通过等温滴定量热法测量了ZnBP (w)和NADH之间的鸠合常数(K)（图1a、b），扫尾标明静电相互作用在很猛进度上启动了ZnBP(w)和NADH之间的鸠合。作家还标明NADH的烟酰胺单位通过静电或π-π分子间相互作用或其中的某种组合与ZnBP (w)相互作用。MD模拟流露ZnBP (w)和NADH在水溶液中会聚的趋势。如图1d所示，这种会聚是由多种相互作用启动的，举例范德华力和 π-π 供体-受体相互作用（图1e）。此外，NADH的磷酸基团与 ZnBP (w)的Zn中心之间的配位有助于这种鸠合，Zn-O键长为1.99Å（图1e）。使用sobEDAw智商进行能量判辨分析，以量化这种聚荟萃波及的褂讪力。发现静电相互作用是主要作用劲，与交换摒除力（383 kcal/mol）、轨说念相互作用（-152 kcal/mol）和色散相互作用（-225 kcal/mol）比较，静电相互作用对总褂讪能（-691 kcal/mol）的孝敬权臣（图1f）。

图1 ZnBP与NADH之间的静电相互作用的考据

2.ZnBP激发的NADH/NAD+光氧化还原响应(w)

作家通过紫外可见招揽光谱法评估了在莫得空气或有空气的情况下光带领NADH/ NAD+ 转移的进度。如图2a所示，在N2仇怨中，在光映照（640-660 nm 激光，15 mW/cm2）下，NADH（5 μM 水溶液）在ZnBP (w)（5 μM）存不才转移为NAD+。为了考据这些光谱变化是否与波及ZnBP (w)和NADH的PET相对应，作家进行了纳秒瞬态招揽光谱(ns-TA)，以监测ZnBP (w)三线态的衰减。这些扫尾解说ZnBP (w)不错充任PS，在无氧条件下促进NADH转移为NAD+。

当在空气中受到LED激光辐照（640-660，15 mW/cm2）时，光氧化还原催化 NADH/NAD+转移发生，而 ZnBP (w)的招揽基本保抓不变（图2c）。值得细心的是，ZnBP (w)比ZnBP (o)效力更高，后者的特色是莫得在间位苯基位置修饰的铵基团。这一发现解说ZnBP (w)和NADH之间的静电相互作用在促进不雅察到的光氧化还原催化中起着舛误作用。符合的NADH/NAD+稳态关于线粒体电子传递链(ETC)的顺利运作至关热切。因此，转移NADH/NAD+比率的近红外光启动的PS系统可能会插手细胞氧化还原稳态并促进癌细胞牺牲。考虑扫尾标明，一种有前途的智商，即NADH和ZnBP (w)之间的静电和其他复旧相互作用促进PET（图2d）。

图2 ZnBP激发的NADH/NAD+光氧化还原响应的讲解

3.MN-ZnBP贴片的制备。

MN不错径直刺穿角质层，并通过微孔通说念将药物运输到皮肤深层。作家聘用了由HA配制的针基。MN-ZnBP (w)负载将通过与HA要素的静电相互作用兑现（图3a）。制备 MN-ZnBP (w)贴片后，通过偏结拜微镜不雅察其面孔（图3b）。每根针呈圆锥形，底部直径、高度和顶端半径分散为350、900和

图3 微针的制备及脾气

4.体外ROS的产生。

接下来，作家考虑了MN-ZnBP (w)贴剂熔解后开释的ZnBP (w)是否仍然八成产生1O2和超氧阴离子(O2•−)。扫尾标明，ZnBP (w)可在细胞中有用产生ROS。由于过量的ROS不成幸免地会导致细胞牺牲，使用AM/PI试剂盒来评估活细胞/死细胞的品貌，扫尾流露在激光映照（640-660 nm）下红色荧光（死细胞）水平权臣升高（图4f）。ZnBP (w)的细胞毒性显着高于MB(图4g)。此外，ZnBP (w) 的光细胞毒性指数为4,000，这标明ZnBP (w)不错手脚潜在的PDT PS认知作用。

图4 MN贴片在体外的RO生成才调及对细胞的影响

5.基因组分析

为了评估MN-ZnBP (w) 在养息皮肤病方面的后劲，作家对光照下经MN-ZnBP (w)处分的东说念主类脐静脉内皮细胞(HUVEC)进行了转录组分析。字据基因骨子BP富集情况，HUVEC中上调最多的三种生理响应包括刺激、细胞经过转移和细胞对有机底物的响应。字据京皆基因与基因组百科全书 (KEGG)中最新的生物通路分类条款，细则了与功能或信号通路最关系的各异抒发基因。图5a字据p值流露了KEGG通路分析中的前10个技俩，包括DNA复制、类固醇生物合成和代谢路线。其中，与细胞牺牲密切关系的基因ATF3和HSPA6通过卵白质痕迹法在细胞水平上进行了分析。如图5b所示，经MN-ZnBP (w) 处分后，ATF3和HSPA6卵白抒发量较高。此外，DNA 损害染色实验标明γ-H2AX抒发量较高（图5c）。

图5 转录组分析

6.毛细血管乖张

近来考虑标明ROS与血管生成关系密切，中等浓度的ROS可刺激血管生成，成心于新血管的造成和肿瘤的滋长。毛细血管乖张，如葡萄酒色痣，ag平台百家乐是一种先天性疾病，由多种因素引起。因此，作家考虑了MN-ZnBP (w)养息后肿瘤细胞的伤口愈合和上皮细胞的血管增生情况。如图6a、b所示，MN-ZnBP (w)扼制了B16细胞的伤口愈合，从而扼制了其滋长。经MN-ZnBP (w)养息后，24 h后的愈合率仅为3.5% (±3.8%)，而对照组的愈合率为36.6% (±9.4%)。此外，愈合率与浓度考虑(图6c)。

此外，作家还使用HUVEC的管造成本质创建了细胞血管模子。用MNZnBP(w)处分后，管变得寥落或受损，分支节点减少（图6d）。从HUVEC中索要VEGF-A卵白（一种参与肿瘤血管生成的舛误卵白），发现用MN-ZnBP (w)处分后抒发裁汰（图6f）。上述扫尾标明 MN-ZnBP (w)可用作抗肿瘤药物或用于养息浅表血管生成。

图6 MN-ZnBP对血管生成的影响

作家以鸡冠花为毛细血管乖张模子，用手指将MN-ZnBP (w)贴片按压到指定区域。此经过一直抓续到MN-ZnBP (w)贴片底衬和针尖自动分离，使MN尖留在皮肤内。然后对鸡冠花进行光映照。21天后，鸡冠花的颜料显着变浅（图7a、b），标明血管退化。比较之下，其他区域莫得不雅察到显着颜料变化（图7c）。H&E染色流露，与对照组比较，MN-ZnBP (w) 养息组的血管管腔权臣减少。为了评估养息后表皮的复原情况，通过免疫组织化学分析了鸡冠组织中的胶原酶（图7d）。不雅察到胶原酶1和COLA1抒发的微小变化，复旧MN-ZnBP (w)养息可带领皮肤复原的论断。

图7 以鸡冠花为毛细血管乖张模子考据材料养息复原伤口

7.体内抗肿瘤活性

临了，作家在荷瘤B16 BALB/c裸鼠中考虑了MN-ZnBP（w）的抗癌活性。聘用B16细胞（小鼠玄色素瘤细胞）手脚恶性玄色素瘤模子。将小鼠制成约100 mm3的肿瘤后当场分红三组（n=5），分散收受MN-ZnBP (w)激光组、MN-ZnBP (w)-暗组和对照（目田MN-激光）组的养息。用手指将MN-ZnBP (w)贴片或游离MN按入肿瘤区域进行激光映照（图8a），每2天测量一次肿瘤体积。对照组和MN-ZnBP (w)-暗组未阐扬出显着的肿瘤滋长扼制，而MN-ZnBP (w)-激光组阐扬出显着的肿瘤滋长扼制。MN-ZnBP (w)-激光组的最大肿瘤体积比对照组小32.5%（图8b）。在扫数这个词不雅察时间，小鼠体重莫得权臣变化，这为MN-ZnBP (w)的安全性提供了复旧（图8c）。

H&E染色流露MNZnBP (w)-激光组大无数肿瘤细胞体积减小，且细胞核和细胞质散布不均匀，损害显着。比较之下，对照组和MN-ZnBP (w)-暗组的细胞核和细胞质散布相对均匀，细胞面孔平素。为了评估肿瘤细胞凋一火的进度，作家使用了结尾脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口结尾象征(TUNEL)本质(图8d)。MN-ZnBP (w)-激光组肿瘤组织中的凋一火细胞呈现绿色荧光，而对照组和MN-ZnBP (w)暗组真是未不雅察到信号。这些扫尾复旧使用MNZnBP (w)手脚安全性风雅的局部PDT养息。

图8 MN贴片用于体内抗肿瘤实验

为了测试MN-ZnBP (w)贴片是否比静脉打针ZnBP (w)引起的光毒性更小，作家使用BALB/c小鼠手脚光敏模子进行了体内实验（图9a）。iv-ZnBP (w)组的小鼠出现了严重的光毒性响应：它们的体温从约莫38.6 °C权臣下跌到32.2 °C（图9b、c），而况它们阐扬出肌肉无力和爪子卷曲（图9d）。比较之下，MN-ZnBP(w)组小鼠莫得出现爪子卷曲或体温过低的表象，这标明MN-ZnBP (w)贴剂的毒性比静脉打针ZnBP (w)要小得多。

接下来，对静脉打针ZnBP (w)和MN-ZnBP (w)贴剂进行了药代能源学考虑。获取的平均血浆浓度-时辰弧线如图9e所示。MN-ZnBP (w) 组的最高浓度是静脉打针 ZnBP (w) 组的五分之一，充分讲解了MN-ZnBP (w)贴剂的安全性。

图9 MN-ZnBP (w)贴剂的安全性考据

综上，本文成就了一种用于PDT的MN-ZnBP（w）贴剂。该想象依赖于PS和带负电荷的HA基质材料之间的静电相互作用，从而普及了MNZnBP (w)贴片的机械强度，并普及了PS在水介质中的加载效力。这反过来又导致局部给药时PDT疗效增强，并减少静脉给药关系的全身光毒性。考虑发现，ZnBP (w)不错与包括NADH在内的生物电子供体鸠合，在光发射下促进有用的电子转移。在光映照下，MN-ZnBP (w)贴片有用扼制血管上皮细胞的增殖，并在亮红色痣中阐扬出抗毛细血管乖张的作用，裁汰其名义颜料。本文成就的MN-ZnBP (w)局部PDT给药贴片不错为放浪皮肤病提供一种有前途的智商。

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