(来源:Nature Biomedical Engineering) 这项研究工作的通讯作者是波士顿儿童医院生物材料和药物递送实验室主任、 麻醉、危重护理和疼痛医学研究副主席 Daniel Kohane 博士,他实验室的三大主要研究领域分别是药物递送、生物材料和纳米医学。 Tianjiao Ji 是研究的第一作者,他此前在 Daniel Kohan 实验室从事博士后研究工作,他的研究兴趣集中在构建基于功能性肽自组装的药物递送系统。
图 | 左为 Daniel Kohane ,右为 Tianjiao Ji(来源:sciencedirect) “通过劫持机体天然存在的功能,我们开发了一种具有药物递送和释放功能的麻醉剂合成受体。”Tianjiao Ji说。
仿生灵感,长效释放
河豚毒素类局部麻醉剂是一种选择性 site-1 钠通道阻滞剂(site-1 sodium channel blockers,S1SCBs),与神经细胞膜上钠离子通道上的两个肽序列特定结合后,钠离子通道的钠离子会随之减少,从而改变神经膜电位,导致神经冲动的传导被阻断,最终实现麻醉效果。 Tianjiao Ji 在 Daniel Kohane 实验室从事博士后研究期间开发出了一种仿生递送系统,其灵感来源就是机体的这一自然特性。 这一递送系统实际上模拟了人体自身的麻醉受体。一旦其抓住药物,递送系统就会开始发挥作用,缓慢释放麻醉剂。 Tianjiao Ji 与共同第一作者 Yang Li 将多肽组装成能够与 S1SCBs 特异性结合的纳米纤维,纳米纤维就是模拟麻醉受体的递送系统。 他们利用疏水结构域修饰了钠通道上的两个肽序列(P1 和 P2),然后组装成同时包含这两个肽序列的纳米纤维,并模拟肽序列在钠离子通道上的位置。这些被修饰的肽会同时与河豚毒素结合,就像钠通道上的相同序列与河豚毒素结合一样,并在纳米纤维靠近神经时释放麻醉剂,实现长时间的局部麻醉效果。