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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

    发布单位 : 浙江省神经药理学与转化研究重点实验室           时间 : 2022-01-13

    近期,陈忠教授团队在研究癫痫药物治疗的策略方面取得新成果。该研究利用多学科交叉技术,针对癫痫发作时大脑异常放电的疾病特征,设计了一种电场敏感且具备联合脑靶向能力的纳米递药系统用于抗癫痫药物的精准递送,为癫痫药物治疗提供了一种新策略。团队在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。

    癫痫是一种常见的神经系统疾病,全球发病率约为0.7%,其中我国有超过1000万的癫痫患者。由于癫痫发作时间的不确定性,大多数患者需要长期、定时地服用抗癫痫药物。这不仅导致毒副作用增加,而且有约30%的癫痫患者会对抗癫痫药物产生耐受进而变为难治性癫痫(又称耐药性癫痫)。因此,如何以最低的药物剂量增加癫痫病灶区药物有效浓度并提高疗效,已然成为该领域药物研究的重点科学问题。

    课题组在前期构建的脑靶向多肽介导的电场敏感纳米水凝胶递药系统的研究基础上(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。

    随后,研究构建了急性、持续性和自发性三种整体癫痫模型,通过一系列行为学观察、病理学分析、脑电研究等手段验证了纳米递药系统确实能降低癫痫发作严重程度,实验组在相同给药剂量下比阳性药能更有效地控制癫痫发作。进一步,研究通过实时微透析分析脑内药物浓度变化,阐明了药效提高原因:纳米递药系统可以实现药物的脑部靶向递送,并对癫痫发作电信号响应,自动、快速释放抗癫痫药物。值得注意的是,经过多种急性和慢性长期给药测试,本研究提出的递药系统没有明显的毒副作用,具有较高的生物安全性。综上所述,本课题针对癫痫发作的病理学特征,运用联合靶向技术和材料电响应特性,通过多学科交叉研究纳米递药系统的抗癫痫作用,为癫痫药物治疗提供了新方案和思路。

    该研究论文第一作者为我校副研究员吴迪博士,浙江大学博士生费凡为共同第一作者。我校陈忠教授和汪仪研究员为本文的共同通讯作者。本研究也得到了浙江大学方文军教授、浙江工商大学谢湖均教授等专家的大力支持和帮助。

    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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