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    陈忠教授团队最新研究成果在Science子刊Science Advances上发表

    發布單位 : 浙江省神经药理学与转化研究重點實驗室           時間 : 2022-01-13

    近期,陳忠教授團隊在研究癫痫藥物治療的策略方面取得新成果。該研究利用多學科交叉技術,針對癫痫發作時大腦異常放電的疾病特征,設計了一種電場敏感且具備聯合腦靶向能力的納米遞藥系統用于抗癫痫藥物的精准遞送,爲癫痫藥物治療提供了一種新策略。團隊在Science子刊Science Advances在线发表了题为“Nanoengineered on-demand drug delivery system improves efficacy of pharmacotherapy for epilepsy”的研究论文。

    癫痫是一種常見的神經系統疾病,全球發病率約爲0.7%,其中我國有超過1000萬的癫痫患者。由于癫痫發作時間的不確定性,大多數患者需要長期、定時地服用抗癫痫藥物。這不僅導致毒副作用增加,而且有約30%的癫痫患者會對抗癫痫藥物産生耐受進而變爲難治性癫痫(又稱耐藥性癫痫)。因此,如何以最低的藥物劑量增加癫痫病竈區藥物有效濃度並提高療效,已然成爲該領域藥物研究的重點科學問題。

    課題組在前期構建的腦靶向多肽介導的電場敏感納米水凝膠遞藥系統的研究基礎上(Yingetal. Angew Chem Int Edit, 2014; Wang et al., Neurotherapeutics, 2016),继续深入探究治疗癫痫的高效低毒的智能递药系统。本研究以吡咯与多巴胺为聚合物单体分子,并选取苯妥英钠为模型药物,制备了药物负载的复合纳米粒子,并利用聚多巴胺的表面化学修饰靶向多肽,制备了一种癫痫电信号响应的联合脑靶向抗癫痫药物递送系统用以提高抗癫痫疗效。所得纳米药物递送系统在近红外光区具有明显的吸收,通过近红外光在深部组织的光热转化,实现了血脑屏障通透性的可逆性调控;同时在靶向多肽的主动靶向作用下,实现了药物的联合脑靶向递送。进一步研究发现,聚多巴胺的引入对于纳米递药系统的电响应性能提升至关重要。药物释放实验结果表明,纳米递药系统可以在低至50 μA强度的电流刺激下快速释放抗癫痫药物。重要的是,在连续“开-关-开”的间歇性电刺激条件下,递药系统实现了药物精准的同步响应释放,这也为控制持续性癫痫发作提供了实验依据。

    隨後,研究構建了急性、持續性和自發性三種整體癫痫模型,通過一系列行爲學觀察、病理學分析、腦電研究等手段驗證了納米遞藥系統確實能降低癫痫發作嚴重程度,實驗組在相同給藥劑量下比陽性藥能更有效地控制癫痫發作。進一步,研究通過實時微透析分析腦內藥物濃度變化,闡明了藥效提高原因:納米遞藥系統可以實現藥物的腦部靶向遞送,並對癫痫發作電信號響應,自動、快速釋放抗癫痫藥物。值得注意的是,經過多種急性和慢性長期給藥測試,本研究提出的遞藥系統沒有明顯的毒副作用,具有較高的生物安全性。綜上所述,本課題針對癫痫發作的病理學特征,運用聯合靶向技術和材料電響應特性,通過多學科交叉研究納米遞藥系統的抗癫痫作用,爲癫痫藥物治療提供了新方案和思路。

    該研究論文第一作者爲我校副研究員吳迪博士,浙江大學博士生費凡爲共同第一作者。我校陳忠教授和汪儀研究員爲本文的共同通訊作者。本研究也得到了浙江大學方文軍教授、浙江工商大學謝湖均教授等專家的大力支持和幫助。

    据悉,Science Advances是美国科学促进会(AAAS)主打的开源期刊,Science杂志旗下的子刊,于2015年创刊,是一本涵盖所有学术领域综合性的权威科学刊物。该期刊被国内外高度认可,是中科院1区Top期刊。

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