近日，本室杨广宇研究员课题组在国际权威期刊《Advanced Healthcare Materials》在线发表了题为“An Endocellulase-Triggered NO Targeted-Release Enzyme-Prodrug Therapy System and Its Application in Ischemia Injury”的研究论文，并被选为当期的Inside Back Cover文章。该研究创新性地开发了一种基于内切纤维素酶（Cel5A-h38）的NO靶向释放酶促前药治疗（Enzyme-Prodrug Therapy, EPT）系统，为缺血性疾病的精准治疗提供了新方案。上海交通大学博士后何波和南开大学硕士生张亚婷为论文共同第一作者，杨广宇研究员和南开大学赵强教授为共同通讯作者。
一氧化氮（NO）作为一种关键的气体信号分子，具有调节血管扩张、免疫应答和促进组织修复等功能，在生物体内的各种生理过程中起着至关重要的作用。然而，由于其固有特性，如何实现可控定点、定向的可控释放是开发NO相关药物和医疗器械的难点。科学家们前期已开发了一系列NO递送系统，但存在非特异性释放、代谢副作用等问题，限制了其在临床中的广泛应用。
在本研究中，研究团队首先成功化学合成了Cel2-NO糖苷前药，使其在生理条件下和内源性糖苷酶存在时保持良好的稳定性。随后筛选到一种瘤胃细菌微生物来源的内切纤维素酶Cel5A-h38，在不识别内源性糖苷的情况下，特异性高效分解Cel2-NO，进而释放出NO。以此构建了一个在特定组织环境中能够精准释放NO的酶促前药治疗系统（图1）。该系统在多个体内外实验中均表现出优异的生物正交性，避免了非特异性释放问题。
图1 内切纤维素酶触发NO靶向控释酶-前体药物治疗（EPT）系统
随后，研究团队在小鼠下肢缺血模型中验证了该系统的治疗效果。研究结果表明，该酶促前药治疗系统的精确靶向NO释放具有显著的治疗潜力，能够明显增强血液灌注，减轻缺血引起的炎症反应，同时具有促进组织修复、功能恢复的功效。在心血管疾病及其他炎症性疾病治疗中展示了巨大应用潜力（图2）。这一研究不仅为缺血性疾病的治疗提供了新思路，也为未来开发更加精准和安全的药物递送系统奠定了基础。
图2 一氧化氮靶向递送减轻小鼠缺血损伤
本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市基础研究试点项目的支持。
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