自组装纳米纤维可以防止炎症损伤

杜克大学(Duke University)的生物医学工程师已经开发出一种自组装纳米材料，可以通过激活免疫系统中的关键细胞来帮助限制炎症疾病造成的损害。在银屑病小鼠模型中，基于纳米纤维的药物已被证明能像金标准疗法一样有效地减轻炎症损伤。

炎症性疾病，如风湿性关节炎、克罗恩病和银屑病的一个特征就是产生过量的信号蛋白，即引起炎症的细胞因子。最重要的炎症因子之一是一种叫做TNF的蛋白质。目前,最好的待遇因为这些疾病涉及到使用被称为单克隆抗体的人造抗体，这种抗体旨在靶向并摧毁肿瘤坏死因子并减少炎症。

虽然单克隆抗体能得到更好的治疗吗炎症疾病在美国，这种疗法也不是没有缺点，包括费用高，患者需要定期自己注射。最重要的是，这些药物的功效也不均衡，因为它们有时可能根本不起作用，或者最终在人体学会制造抗体来破坏所制造的药物时停止工作。

为了规避这些问题，研究人员一直在探索免疫疗法如何帮助教授免疫系统如何产生自己的治疗性抗体，可以特别限制炎症。

杜克大学(Duke University)生物医学工程教授乔尔·科利尔(Joel Collier)表示:“我们本质上是在寻找利用纳米材料诱导人体免疫系统成为抗炎抗体工厂的方法。”“如果这些治疗成功，患者需要更少剂量的治疗，这将理想地提高患者的依从性和耐受性。这将是治疗炎症性疾病的一种全新方式。”

在他们的新论文中，发表在网上的国家科学院的诉讼程序4月5日，科利尔和科利尔实验室的研究生凯利·海林(Kelly Hainline)描述了新型纳米材料如何组装成长长的纳米纤维，其中包含一种名为C3dg的特殊蛋白质。这些纤维能够激活免疫系统b细胞产生抗体。

“C3DG是您通常在您的身体中找到的蛋白质，”Hainline说。“蛋白质有助于先天免疫系统和适应性免疫系统进行通信，因此它可以激活特定的白细胞和抗体，以清除受损细胞并破坏抗原。”

由于蛋白质能够在免疫系统中的不同细胞之间接口并激活抗体的抗体而不引起炎症，研究人员一直在探索C3DG如何用作疫苗佐剂，这是一种可以帮助提升的蛋白质免疫反应到所需的靶或病原体。

在他们的新纳米材料中，Hainline和Collier通过将C3dg蛋白的关键片段与TNF的成分编织到纳米纤维中来验证这一想法。C3dg蛋白将触发b细胞产生抗体，而TNF成分将提供抗体需要寻找和破坏的蓝图。

“当凯利组装C3DG蛋白质和TNF的关键部分时，她看到存在强烈的B细胞反应，这意味着靶向TNF的抗体产生增加，”煤炭说。“在标准鼠标模型的炎症中，小鼠经历温度变化，其中它们的内部温度会下降。但是当凯利送她的C3DG纳米纤维时，它具有高度保护性，小鼠没有经历炎症反应。"

当研究小组在银屑病小鼠模型上测试他们的纳米材料时，他们发现携带C3dg的纳米纤维与单克隆抗体治疗一样有效。因为C3dg通常存在于人体内，所以它不会被抗药物排出体外抗体。

在检查牛皮癣模型后，团队令人惊讶的发现-C3DG不仅仅是刺激B细胞中的抗体生产，也会影响T细胞的响应。

“我们观察到纳米纤维仅含有TNF组分的C3DG组分仍然向我们的模型表现出治疗益处，这令人惊讶。但我认为最重要的发现是看到由A激活的有益T细胞反应蛋白质你会自然地在你的身体里找到，”Hainline说。“这种反应以前在其他蛋白质上也见过，但我们还没有看到有人使用C3dg产生这种反应的报告。”

下一步，该团队希望进一步探索这种有益的t细胞激活背后的机制。他们还将进行更多的实验来探索类似纳米材料的反应类风湿关节炎模型。

科利尔说:“我们仍在研究这种t细胞反应，我们试图了解它是如何参与其中的。”“最终，我们希望看到C3dg是否可以作为抗炎症的多种不同疗法的通用成分，特别是如果我们可以用不同的目标替换TNF片段。这项工作明确表明，涉及C3dg的纳米材料有必要进一步发展为免疫疗法。”

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