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基础医学院施冬云副教授课题组在研究靶向氧化还原及精准干预应用策略上取得新进展

发布时间:2019-09-11 14:46:41   来源:复旦大学   浏览量:27 打印
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近日,复旦大学基础医学院施冬云副教授课题组设计研制了一种新型的可以调节体内氧化还原水平的微区化靶向脂质体载体药物,成功调控了糖尿病动物体内微环境的氧化还原平衡状态,有效控制了血糖和2型糖尿病的发生。相关研究成果以《肝靶向Nano-MitoPBN通过改善线粒体氧化还原平衡使得葡萄糖代谢正常化》(Liver-targeted Nano-MitoPBN normalizes glucose metabolism by improving mitochondrial redox balance)为题,于8月26日在线发表于国际权威杂志《生物材料》(Biomaterials)。

基础医学院施冬云副教授课题组在研究靶向氧化还原及精准干预应用策略上取得新进展

大量实验证明,维持人体健康的基础是必须保持机体的氧化还原平衡,氧化还原失衡已证明是许多疾病(肿瘤、心血管、代谢性疾病)发生的源头。近期,在由复旦大学上海医学院刘珊林教授担任执行主席,王红阳院士、贺福初院士、钱旭红院士和陈畅为共同执行主席的第654次香山科学会议“氧化还原平衡与重大疾病防诊治新策略”主题大会上,专家们共同呼吁推动氧化还原平衡这一理论在临床重大疾病中的应用,推动建立具中国特色的现代医学新诊疗体系和防诊治新策略。施冬云课题组响应这一呼吁在糖尿病防诊治研究策略上率先有了突破。氧化还原失衡也是糖尿病发生的源头。2型糖尿病的特征是体内糖代谢异常,呈高血糖,其源头与肝脏微区的氧化还原失衡有关。施冬云课题组所研制出脂质体包裹的靶向肝线粒体的Nano-MitoPBN,由于可微区室化,可进入线粒体清除由肝脏线粒体电子传递链(ETC)的单电子泄漏所产生的超氧化物/过氧化氢,从而调节和维持线粒体的氧化还原动态平衡,增加线粒体态3(mitochondrial state 3)的呼吸速率,呼吸控制比(RCR),从而降低NADH/NAD+的比值,增加ATP的合成,促进线粒体功能。此外,Nano-MitoPBN通过改善氧化还原状态,逆转了过剩ROS所介导的肝脏糖代谢重编,提高了糖酵解和肝脏有氧氧化,从而有效地降低了糖尿病动物的外周血糖水平并恢复了糖尿病动物的葡萄糖耐受能力。施冬云课题组的研究成果也突破了传统糖尿病药物设计思路,利用脂质体的肝靶向性,将含阳离子基团的抗氧化纳米药物导入肝脏线粒体,通过精准干预肝脏微区的氧化还原失衡状态,从而恢复异常的肝线粒体生物能量学和肝葡萄糖代谢,最终改善并治疗糖尿病。该研究成果不但为开发新型的肝靶向抗糖尿病药物提供新思路,为防治糖尿病给人们展现了新的希望,并为临床运用氧化还原精准干预策略提供了理论基础。基础医学院硕士生吴美玲为该论文第一作者,施冬云副教授为通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金委和国家基础科学人才培养基金的资助。


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