新研究揭示了纳米塑料如何影响新陈代谢

新研究揭示了纳米塑料如何影响新陈代谢废旧塑料的猖獗排放正使全球的生态系统处于危险之中。一个主要的担忧是小塑料颗粒的扩散，通常被称为微塑料和纳米塑料。这些微小的颗粒已经在饮用水、食物、甚至空气的来源中被发现。纳米塑料可以通过食物和水被人类和动物吸收。人们担心微塑料会在体内长期积累。由于它们对人类健康的全部影响仍然未知，因此成为科学研究的对象，如莱比锡大学目前的研究。聚对苯二甲酸乙二醇酯，又称PET，是一种广泛使用的塑料。它被用来制造塑料袋以及实用的食品和饮料容器。到目前为止，人们对PET纳米塑料的破坏性影响知之甚少。在最近发表的一个研究项目中，莱比锡大学的科学家重点研究了PET纳米塑料对斑马鱼胚胎的影响。他们发现，这些微小的塑料颗粒在模型动物的几个器官中积累，包括肝脏、肠道、肾脏和大脑。此外，PET纳米塑料引起了胚胎的行为异常，因为观察到运动量减少。"我们的研究首次揭示了PET纳米塑料诱发的毒性途径以及完整的斑马鱼幼体的潜在破坏机制。我们发现，肝脏功能明显受损，并出现了氧化应激。"医学系医学物理学和生物物理学研究所的科学家AliaMatysik博士说："PET纳米塑料还影响了生物体的细胞膜和能量学。"PET的积累改变了生物体的生物化学特性高分辨率魔角旋转（HRMAS）是一种将核磁共振（NMR）应用于固体和软物质的非侵入性分析技术，被用来研究斑马鱼的胚胎。这种科学方法的优点是能够从外部观察物质，而不必，例如，损坏组织或将仪器插入体内。这项研究将斑马鱼细胞和组织的代谢研究与细胞检测和行为测试相结合。"我们使用最先进的分析性核磁共振方法，对受PET纳米塑料影响的代谢途径进行了全面的系统级了解。我们能够观察到PET的积累如何改变生物体的生物化学特性，"Matysik博士说。"这项研究发现强调了PET纳米塑料的不利影响，在斑马鱼胚胎中已经观察到了这种影响，也可能在哺乳动物和人类中发挥了作用。虽然我们对这个问题还没有明确的答案，但现在可以肯定的是，PET纳米塑料正在破坏我们的生态系统。在任何情况下，都应该防止塑料进入环境。"来自分析化学研究所的JörgMatysik教授说："据推测，避免这种形式的废物将是近期的巨大挑战。"他参与了他妻子的研究。莱比锡大学的科学家们计划继续进行这方面的研究，同时调查纳米塑料对大脑功能的影响。"我们已经看到PET纳米塑料在大脑中的积累。我们现在想弄清楚这是否对大脑功能和神经退行性疾病有影响，"AliaMatysik博士说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357511.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357511.htm

MIT工程人员开发出基因编辑mRNA纳米颗粒以对抗肺部疾病

MIT工程人员开发出基因编辑mRNA纳米颗粒以对抗肺部疾病研究人员正在努力将纳米粒子气溶胶化以便吸入，并计划在囊性纤维化和其他肺部疾病的小鼠模型中测试这些粒子。麻省理工学院和马萨诸塞大学医学院的工程师们设计了一种新型的纳米粒子，它可以被注射到肺部，在那里它可以传递编码有用蛋白质的信使RNA。研究人员说，随着进一步的发展，这些颗粒可以为囊性纤维化和其他肺部疾病提供一种可吸入的治疗。"这是第一次在小鼠身上证明了RNA的高效输送到肺部。"麻省理工学院化学工程系教授、麻省理工学院科赫综合癌症研究所和医学工程与科学研究所（IMES）成员丹尼尔-安德森说："我们希望它可以用来治疗或修复一系列遗传疾病，包括囊性纤维化。"在一项针对小鼠的研究中，安德森和他的同事使用颗粒来传递编码CRISPR/Cas9基因编辑所需机器的mRNA。这可能为设计能够剪除和替换致病基因的治疗性纳米粒子打开了大门。这项研究于2023年3月30日发表在《自然-生物技术》杂志上，其资深作者是安德森、麻省理工学院大卫-H-科赫研究所教授罗伯特-朗格和麻省理工学院RNA治疗研究所副教授薛文。前麻省理工学院博士后、现为多伦多大学助理教授的BowenLi；麻省理工学院博士后RajithSinghManan；以及UMass医学院的博士后Shun-QingLiang是论文的主要作者。瞄准肺部信使RNA在治疗由错误基因引起的各种疾病方面具有巨大潜力。迄今为止，其部署的一个障碍是难以将其输送到身体的正确部位，而没有脱靶效应。注射的纳米粒子经常在肝脏中积聚，因此评估潜在mRNA治疗肝脏疾病的几项临床试验目前正在进行中。基于RNA的COVID-19疫苗，直接注射到肌肉组织中也已被证明是有效的。在许多这样的情况下，mRNA被封装在脂质纳米粒子中--一种脂肪球，保护mRNA不被过早分解并帮助它进入目标细胞。几年前，安德森的实验室着手设计能够更好地转染构成肺部大部分内衬的上皮细胞的颗粒。2019年，他的实验室创造了能够将编码生物发光蛋白的mRNA传递给肺部细胞的纳米粒子。这些颗粒是由聚合物而不是脂质制成的，这使得它们更容易气溶胶化，以便吸入肺部。然而，在这些颗粒上还需要做更多的工作，以增加它们的效力并最大限度地发挥其作用。在他们的新研究中，研究人员着手开发可以针对肺部的脂质纳米颗粒。这些颗粒由包含两部分的分子组成：一个带正电的头组和一个长的脂质尾巴。头组的正电荷有助于颗粒与带负电荷的mRNA相互作用，它也有助于mRNA在进入细胞后从吞噬颗粒的细胞结构中逃脱。同时，脂质尾部结构有助于颗粒通过细胞膜。研究人员为脂质尾巴提出了10种不同的化学结构，同时还有72种不同的头组。通过在小鼠身上筛选这些结构的不同组合，研究人员能够确定那些最有可能到达肺部的结构。高效传递在对小鼠的进一步测试中，研究人员表明，他们可以使用这些颗粒来传递编码CRISPR/Cas9组件的mRNA，这些组件旨在将基因编码的停止信号切断到动物的肺部细胞。当该停止信号被移除时，一种荧光蛋白的基因就会开启。测量这种荧光信号使研究人员能够确定成功表达mRNA的细胞的百分比。研究人员发现，在一剂mRNA之后，大约40%的肺上皮细胞被转染了。两次剂量使该水平达到50%以上，三次剂量则达到60%。治疗肺部疾病的最重要目标是两种类型的上皮细胞，称为俱乐部细胞和纤毛细胞，其中每一种的转染率约为15%。"这意味着我们能够编辑的细胞确实是对肺部疾病感兴趣的细胞，"BowenLi说。"这种脂质能够使我们将mRNA输送到肺部，比迄今为止报道的任何其他输送系统都要有效得多"。新颗粒还能快速分解，使它们在几天内从肺部清除，并减少炎症的风险。如果需要重复用药，这些颗粒还可以多次投递给同一病人。这使它们比另一种传递mRNA的方法更具优势，后者使用无害的腺病毒的改良版。这些病毒在传递RNA方面非常有效，但不能重复给药，因为它们会在宿主体内诱发免疫反应。特拉维夫大学精确纳米医学实验室主任丹-佩尔（DanPeer）说："这项成就为各种肺部疾病的治疗性肺部基因传递应用铺平了道路，他没有参与这项研究。与传统的疫苗和疗法相比，这个平台拥有几个优势，包括它是无细胞的，能够快速制造，并且具有高度的通用性和良好的安全性。"为了在这项研究中提供颗粒，研究人员使用了一种叫做气管内灌注的方法，这种方法经常被用来作为向肺部提供药物的模型。他们现在正在努力使他们的纳米粒子更加稳定，因此它们可以被气溶胶化，并使用雾化器吸入。研究人员还计划测试这些颗粒，以便在该疾病的小鼠模型中传递mRNA，从而纠正在导致囊性纤维化的基因中发现的遗传变异。他们还希望开发其他肺部疾病的治疗方法，如特发性肺纤维化，以及可以直接传递到肺部的mRNA疫苗。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352441.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352441.htm

新的纳米颗粒设计可能会改善mRNA疫苗对癌症的治疗效果

新的纳米颗粒设计可能会改善mRNA疫苗对癌症的治疗效果疫苗通过让身体做好对抗细菌或病毒等病原体的准备，帮助预防感染。大多数传统疫苗含有减弱或死亡的细菌或病毒，以触发免疫反应。然而，mRNA疫苗（例如COVID-19疫苗）的工作原理是引入一段与病毒外部的蛋白质相对应的mRNA，从而产生抗体并标记病毒以进行破坏。一旦产生，抗体就会保留在体内，因此如果免疫系统再次暴露于病原体，它可以快速做出反应。现在，约翰·霍普金斯大学医学院的研究人员进行的一项新研究可能找到了一种改善mRNA疫苗递送以治疗传染性和非传染性疾病的方法。当使用mRNA疫苗治疗癌症等非传染性疾病时，面临的挑战是将材料传递给大量树突状细胞，树突状细胞是一种特殊类型的免疫细胞，可教导免疫系统（特别是T细胞）寻找并摧毁癌细胞。该研究的通讯作者乔丹·格林（JordanGreen）表示：“免疫系统的设计目的是通过放大反应来发挥作用，树突状细胞会教导其他免疫细胞在体内寻找什么。”制造更强效的疫苗需要携带mRNA的纳米颗粒到达、进入树突状细胞并在其中表达。表达后，mRNA会降解，由此产生的免疫反应持续时间更长。COVID-19mRNA疫苗包含由脂质（一种脂肪酸）制成的纳米颗粒，注射到肌肉中。但是，肌肉中的树突状细胞相对较少。将mRNA疫苗注射到血液中也会导致输送问题，因为疫苗往往会直接进入肝脏，并在那里被分解。因此，研究人员将目光投向了一个树突状细胞数量远远多于的器官：脾脏。格林说：“我们的目标是开发一种不会直接发送到肝脏的纳米颗粒，它可以有效地教导免疫系统细胞寻找并摧毁适当的目标。”在测试了多种材料后，研究人员决定将其mRNA包裹在基于聚合物的纳米颗粒中，其中亲水分子和疏水分子的比例恰到好处，使其能够进入目标细胞。这些聚合物含有对特定组织类型具有亲和力的分子，这里是脾脏。此外，纳米颗粒中添加了辅助剂或佐剂以激活树突状细胞。他们在小鼠身上测试了他们的新型纳米颗粒结构，发现它避开了肝脏，并被脾细胞吸收，其水平比mRNA本身高出约50倍。纳米颗粒到达的脾细胞中近80%是目标树突状细胞。在经过基因工程改造的小鼠中，当纳米颗粒传递其mRNA内容物时，免疫细胞会发出红光，研究人员发现，脾脏中5%至6%的树突状细胞成功吸收、打开并处理了纳米颗粒。这种现象在树突状细胞中比在其他免疫细胞中更容易观察到。然后纳米粒子生物降解成安全的副产品。证明新的纳米颗粒能够成功地靶向脾脏的树突状细胞之后，研究人员为其配备了免疫治疗药物，并再次在小鼠身上进行了测试。他们发现，一半的结直肠癌小鼠模型在接受两次注射后长期存活，而接受其他含有免疫治疗药物的纳米颗粒制剂或单独免疫治疗药物治疗后，只有10%至30%的存活率。当幸存的小鼠被给予额外的结直肠癌细胞时，它们都无需额外治疗即可存活，这向研究人员表明，它们的纳米颗粒提供了长期免疫反应，可防止癌症复发。他们还发现，治疗21天后，60%的细胞杀伤T细胞识别并攻击结直肠癌细胞。研究人员在患有黑色素瘤的小鼠模型中发现了类似的反应，其中大约一半的同类型T细胞准备好攻击黑色素瘤细胞。Green说：“纳米颗粒输送系统能够创建一支能够识别癌症相关抗原的T细胞大军。这种新的纳米颗粒输送系统可能会改善传染病疫苗的接种方式，并且也可能为治疗癌症开辟一条新途径。”该研究发表在《PNAS》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368037.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368037.htm

创新纳米凝胶被证明可有效治疗脊髓损伤

创新纳米凝胶被证明可有效治疗脊髓损伤当前治疗方法面临的挑战目前可用于调节急性脊髓损伤后由控制大脑内部环境的成分介导的炎症反应的治疗方法疗效有限。这也是因为缺乏一种能选择性地作用于小胶质细胞和星形胶质细胞的治疗方法。纳米凝胶--中枢神经系统选择性药物治疗方案。资料来源：米兰理工大学马里奥-内格里研究所纳米凝胶的开发与功效米兰理工大学开发的纳米载体被称为纳米凝胶，由能与特定目标分子结合的聚合物组成。在这种情况下，纳米凝胶被设计成与神经胶质细胞结合，而神经胶质细胞在急性脊髓损伤后的炎症反应中至关重要。马里奥-内格里医学研究所（IstitutodiRicercheFarmacologicheMarioNegriIRCCS）和米兰理工大学（PolitecnicodiMilano）的合作表明，纳米凝胶含有一种具有抗炎作用的药物（罗利普兰），能够将神经胶质细胞从损伤状态转变为保护状态，积极促进受伤组织的恢复。研究表明，纳米凝胶对神经胶质细胞具有选择性作用，能有针对性地释放药物，最大限度地发挥药效，并减少可能出现的副作用。见解和未来方向米兰理工大学化学、材料与化学工程系'GiulioNatta'教授菲利波-罗西（FilippoRossi）解释说："这项研究的关键在于了解能够在特定细胞群中选择性靶向纳米凝胶的功能基团。这使得通过减少不必要的影响来优化药物治疗成为可能。"马里奥-内格里研究所神经科学系急性脊髓创伤和再生组组长皮埃特罗-维利亚内塞继续说："研究结果表明，纳米凝胶减少了炎症，提高了脊髓损伤动物模型的恢复能力，部分恢复了运动功能。这些结果为骨髓溶解症患者开辟了新的治疗途径。此外，这种方法还可能有益于治疗阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病，因为炎症和神经胶质细胞在这些疾病中发挥着重要作用。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420203.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420203.htm

新疫苗有助于降低皮肤癌复发并降低死亡风险高达44%

新疫苗有助于降低皮肤癌复发并降低死亡风险高达44%一种实验性的mRNA疫苗mRNA-4157/V940与免疫疗法pembrolizumab相结合，在一项2b期试验中，与单独的免疫疗法相比，黑色素瘤复发或死亡的可能性降低了44%。这种个性化的疫苗需要6-8周的时间为每位患者开发，它针对的是由癌细胞产生的被称为新抗原的特定异常蛋白质，教导免疫系统识别癌细胞与正常细胞的区别。在107名同时注射名为mRNA-4157/V940的实验性疫苗和免疫疗法pembrolizumab的研究对象中，有24名对象（22.4%）在随访的两年内癌症复发，而在50名只接受pembrolizumab的人中有20名（40%）。"我们的2b期研究显示，新抗原mRNA疫苗与pembrolizumab联合使用时，与单独使用pembrolizumab相比，延长了无复发或死亡的时间，"研究高级调查员、Perlmutter癌症中心副主任JeffreyWeber博士说。2b期试验结果将于4月16日在佛罗里达州奥兰多举行的美国癌症研究协会年会上公布。虽然随机的3期试验检验了一种治疗方法是否优于目前的标准疗法，但像目前的研究这样的2期试验提供了初步的保证，即一种治疗方法可能比另一种更好，并导致更大的研究来证实这些结果。纽约大学格罗斯曼医学院医学系LauraandIsaacPerlmutter肿瘤学教授韦伯说，纽约大学朗贡分校和全球其他一些医疗中心已经计划对mRNA-4157/V940疫苗与pembrolizumab的组合与pembrolizumab单独进行3期试验。迄今为止的研究结果导致美国食品和药物管理局在2月份授予mRNA-4157/V940与pembrolizumab联合使用的突破性疗法称号，这一称号旨在加速政府对试验结果的审查。目前的结果强调了能够攻击病毒以及癌症的免疫系统T细胞的作用。为了使正常细胞免受伤害，该系统利用T细胞表面的"检查点"分子，在清除感染时"关闭"它们对病毒的攻击。身体可能认识到肿瘤是不正常的，但癌细胞劫持检查点来关闭、逃避和避免免疫反应。像pembrolizumab这样的免疫疗法寻求阻断检查点，使癌细胞更加"明显"，并再次受到免疫细胞的攻击。免疫疗法已成为治疗黑色素瘤的主流方式，尽管它们并不对所有患者有效，因为黑色素瘤细胞以其逃避免疫系统的能力而闻名，可以对免疫疗法产生抗性。出于这个原因，研究人员已经开始考虑增加疫苗。虽然今天使用的大多数疫苗是为预防感染而设计的，但它们也可以针对参与癌症的蛋白质进行定制。与COVID-19疫苗一样，mRNA-4157/V940以信使RNA为基础，信使RNA是DNA的一个化学表亲，为细胞提供制造蛋白质的指令。mRNA癌症疫苗旨在教导身体的免疫系统识别癌细胞与正常细胞不同。在设计针对黑色素瘤的疫苗时，研究人员试图引发对特定异常蛋白质的免疫反应，这些蛋白质被称为"新抗原"，由癌细胞制造。由于研究志愿者都切除了他们的肿瘤，研究人员能够分析他们的细胞，找出每个黑色素瘤特有的新抗原，并为每个病人创造一个"个性化"的疫苗。结果，产生了特异于mRNA编码的新抗原蛋白的T细胞。这些T细胞随后可以攻击任何试图生长或扩散的黑色素瘤细胞。参与该研究的科学家说，个性化的mRNA-4157/V940疫苗为每个病人开发大约需要6至8周时间，并能识别多达34种新抗原。他们说，严重的副作用在研究的两组之间是相似的，疲劳是患者报告的疫苗特有的最常见副作用....PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355827.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355827.htm