科學(xué)研究

食品學(xué)院姚曉琳教授團隊在《ACS Nano》上發(fā)表最新研究成果

2024-03-28 09:52 文、圖/食品學(xué)院 楊丹 點擊:[]

近日,我校食品科學(xué)與工程學(xué)院(生物與醫(yī)藥學(xué)院)食品營養(yǎng)與健康團隊在食品功能因子靶向納米遞送領(lǐng)域取得重要進展,相關(guān)研究成果以“Protein coronas derived from mucus act as both spear and shield to regulate transferrin functionalized nanoparticle transcellular transport in enterocytes”為題,發(fā)表在國際知名頂級期刊ACS Nano(影響因子17.1)上。我校食品學(xué)院楊丹副教授為第一作者,姚曉琳教授為第一通訊作者,陜西科技大學(xué)為第一通訊單位。該項成果的發(fā)表提高了我校在食品功能因子靶向遞送領(lǐng)域的國際影響力。

上皮粘膜是影響食品功能因子吸收的關(guān)鍵生物屏障。配體修飾的主動靶向納米載體可與腸上皮細胞表達的受體結(jié)合,進而被腸細胞高效攝取和轉(zhuǎn)運,增加功能因子的吸收和利用。然而,在與生物體相互作用的過程中,體內(nèi)各種蛋白會吸附在靶向納米載體表面形成蛋白冠(Protein corona,PCs)。研究表明,PCs的形成迅速且不可避免,并且PCs往往會替代人工賦予納米載體的理化性質(zhì)來決定載體在體內(nèi)外的命運。因此,對PCs的探索可能會為納米遞送體系克服生物屏障提供新見解。

研究發(fā)現(xiàn),胃腸黏液層會削弱轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾的主動靶向納米載體(Tf-NP)在腸細胞的攝取及跨膜轉(zhuǎn)運效率。在黏液分泌細胞中,Tf-NP表面形成的PCs掩蓋、抑制了Tf-NP的靶向作用。在無黏液細胞中,Tf-NP主要吸附大量與細胞骨架、囊泡等轉(zhuǎn)運相關(guān)以及Tf特異性相關(guān)的蛋白,這些蛋白使納米載體的轉(zhuǎn)運功能增強,吸收效率提升?;诖?,團隊利用黏液層中主要成分粘蛋白(mucin)預(yù)先包被Tf-NP形成“主動PCs”以克服“被動PCs”造成的困境,發(fā)現(xiàn)粘蛋白預(yù)包被納米載體(M@Tf-NP)顯著提高了Tf-NP的攝取及跨膜轉(zhuǎn)運效率。這是因為“主動PCs”的存在削弱了“被動PCs”的形成能力;此外,基于mucin的糖蛋白及頂側(cè)分布特性,M@Tf-NP吸附了大量與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體相關(guān)的轉(zhuǎn)運蛋白,胞吐作用增強。由此可知,胃腸黏液通過“被動PCs”的形成阻滯了主動靶向納米載體的吸收,但也可基于“主動PCs”策略來提高遞送效率。該研究詮釋了“以子之矛-攻子之盾”的科學(xué)現(xiàn)象,相關(guān)結(jié)果將為食品功能因子高效遞送體系構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)啟示。

文章鏈接:

Protein Coronas Derived from Mucus Act as Both Spear and Shield to Regulate Transferrin Functionalized Nanoparticle Transcellular Transport in Enterocytes.

ACS Nano, 2024, 18, 7455-7472.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38417159/

新聞小貼士:

姚曉琳,?!皩W(xué)術(shù)骨干”、教授、博導(dǎo)。長期致力于探究食品結(jié)構(gòu)與功能的構(gòu)效機制,獲陜西省“杰出青年基金”資助,榮獲第十四屆陜西青年科技獎、湖北省自然科學(xué)二等獎,入選陜西省“高層次人才引進計劃”青年項目。主持/完成國家自然科學(xué)基金(青年-面上)4項、中國博士后基金1項、省部級科研項目7項、企業(yè)橫向7項;以第一/通訊作者發(fā)表研究論文70余篇,其中在ACS Nano、Food Hydrocolloids、Journal of Agricultural and Food Chemistry等國際知名期刊發(fā)表SCI論文37篇(中科院一區(qū)/TOP雜志30篇,影響因子大于10.0的15篇),EI論文7篇;授權(quán)國家發(fā)明專利7件。近五年受邀在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)會議上做報告15次以上。兼任陜西省食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會常務(wù)理事、陜西省營養(yǎng)學(xué)會理事、運動營養(yǎng)分會副主委、健康管理分會常務(wù)委員、Food Biomacromolecules編委、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)青年編委。

楊丹,副教授,碩導(dǎo),主要從事食品功能因子靶向遞送體系構(gòu)建及吸收轉(zhuǎn)運機制的研究。入選西安市青年人才托舉計劃,主持國家自然科學(xué)基金青年基金1項、省部級及企業(yè)橫向2項;發(fā)表SCI研究論文20余篇,以第一/通訊作者在ACS Nano、Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Ultrasonics Sonochemistry、ACS Applied Materials & Interfaces等國際權(quán)威期刊發(fā)表論文9篇;授權(quán)國內(nèi)外發(fā)明專利3件。兼任陜西省營養(yǎng)學(xué)會健康管理分會委員。

(核稿:孫敏 編輯:劉倩)

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