ACS Nano：表面电荷可交换超分子纳米载体用于NO协同光动力消除生物膜

文墨16

2020-01-07

       生物膜已导致大量顽固性临床感染，严重威胁公众健康。因此，开发原创性的抗菌策略来消除生物膜已迫在眉睫。在此，浙江大学计剑、金桥等人开发了一种表面电荷可切换的超分子纳米载体，该载体在酸性生物膜表现出pH响应渗透性，可用于一氧化氮(NO)协同光动力清除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物膜，同时在激光照射下对健康组织的损害可以忽略不计。此超分子纳米载体构建过程如下：通过主客体相互作用将谷胱甘肽敏感的α-环糊精(α-CD)偶联的一氧化氮(NO)前药(α-CD-NO)和二氢卟吩e6(Ce6)前药(α-CD-Ce6)整合到pH敏感型聚乙二醇嵌段多肽共聚物(PEG-(KLAKLAK)₂-DA)中，从而得到超分子纳米载体α-CD-Ce6-NO-DA。超分子纳米载体表面电荷在生理pH(7.4)下为负电荷，在酸性生物膜pH(5.5)条件下会完全逆转为正电荷，从而能够促进生物膜的有效渗透。纳米载体一旦渗透到生物膜中，生物膜中过表达的谷胱甘肽(GSH)能引发NO的快速释放，不仅能产生大量的NO用于杀灭细菌，而且还能降低生物膜中的GSH水平，提高光动力治疗(PDT)的效率。另一方面，NO可以与活性氧 (ROS)反应生成活性氮 (RNS)，进一步提高PDT效率。由于表面电荷可切换的GSH敏感型NO纳米载体能有效穿透生物膜，耗尽生物膜中的GSH，可以在较低的光敏剂剂量和激光强度下显著提高PDT效率，对健康组织的副作用可以忽略不计。考虑到上述优点，本研究中开发的策略可能为对抗生物被膜感染提供巨大的可能性。

Dengfeng Hu, Yongyan Deng, Fan Jia, et al. Surface Charge Switchable Supramolecular Nanocarriers for Nitric Oxide Synergistic Photodynamic Eradication of Biofilms. ACS Nano, 2019.

https://doi.org/10.1021/acsnano.9b05493