孔德领教授团队开发了用于预防和治疗慢性肾脏疾病的多功能基因纳米颗粒
近日，南开大学生命科学学院，药物化学生物学国家重点实验室孔德领研究团队发表了题为"Multifunctional natural polymer nanoparticles as antifibrotic gene carriers for chronic kidney disease therapy"的研究。该研究发表在肾脏领域的权威期刊"Journal of the American Society of Nephrology (JASN)”（2019年IF9.274）上。
进行性纤维化是慢性肾病（CKD）潜在的病理过程，由肌成纤维细胞和活化的促纤维化细胞驱动的。目前仍缺乏针对这些细胞的逆转和改善CKD的治疗方法。局部递送细胞因子疗法受到生物利用度低和活性周期短的限制。纳米颗粒可以克服这一缺点，实现无创性肾靶向递送抗纤维化生物活性物质，如骨形态发生蛋白7（BMP7）和肝细胞生长因子（HGF）–NK1（HGF/NK1）。在这项研究中， Midgley博士等人构建了包裹BMP7或NGF/NKI的质粒DNA的天然聚合物壳聚糖（CS）和透明质酸（HA）复合纳米颗粒，通过静脉注射该基因纳米颗粒治疗CKD小鼠模型，纳米粒子成功富集到肾脏组织，局部递送抗纤维化因子BMP7和HGF/NK1，能够在肾小球、肾小球附近的肾皮质中实现基因高表达，从而预防和治疗肾纤维化（图1，2）。在进行性肾纤维化的小鼠模型中，静脉注射CS/HApDNA纳米粒可以抑制肾纤维化的发展，并保护肾脏结构和功能（图3）。
图1.透明质酸包被的壳聚糖-pDNA纳米颗粒（CS/HApDNA NPs）的疗效示意图。ECM：Extracellular matrix; CKD：Chronic kidney disease
图2. 静脉注射CS/HApDNA纳米颗粒后，发现基因转染阳性的细胞（绿色细胞）主要位于肾组织的皮质间质，靠近肾小球。转基因的表达在肾小球系膜细胞、间质成纤维细胞和近端肾小管上皮细胞中表现为阳性横断结构。
图3. CS/HApDNA纳米粒对肾纤维化的预防和治疗作用是通过保护肾脏结构实现的。
论文的第一作者Adam Midgley是南开大学药物化学生物学国家重点实验室的博士后，合作导师是孔德领教授。Adam Midgley博士和孔德领教授是论文的共同通讯作者。生命科学学院赵强教授、宁文教授、杨超副教授和解放军总医院肾内科白雪源教授参与了该项研究。研究工作得到了国家自然科学基金国际青年科学基金（81850410552，主持人为Adam Midgley）和国家自然科学基金重点项目（81830060，主持人为孔德领）的资助。