浙江大學控制與工程學院在TOP期刊《ACS AMI》發(fā)表封面文章
近日，來自浙江大學控制與工程學院和浙江大學醫(yī)學院的研究團隊在國際頂級期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=10.383）發(fā)表了題為“Artificial Intelligence-Assisted Bioinformatics, Microneedle, and Diabetic Wound Healing: A “New Deal” of an Old Drug”的封面文章。
研究背景：
糖尿病創(chuàng)面，尤其是糖尿病足潰瘍，發(fā)生在 30% 的糖尿病患者中，其發(fā)病率和死亡率都很高。與正常皮膚創(chuàng)面不同，糖尿病損傷產生的長時間炎癥反應可導致糖尿病創(chuàng)面愈合不良。在常規(guī)的創(chuàng)面敷料治療下，傳統的糖尿病創(chuàng)面治療效果不足，甚至會加重創(chuàng)面從而導致截肢。在糖尿病創(chuàng)面的愈合過程中，往往存在著持續(xù)的創(chuàng)面炎癥和組織重塑障礙，導致創(chuàng)面難以愈合并增加感染的風險。因此，對更好的糖尿病創(chuàng)面治療需求正在急劇增長。
研究思路：
基于糖尿病患者皮膚的測序結果和人工智能 (AI) 輔助生物信息學，我們挖掘了用于糖尿病創(chuàng)面愈合的潛在治療劑曲古抑菌素 A (TSA) 和潛在的靶點組蛋白脫乙酰酶 4 (HDAC4)。分子對接模擬揭示了 TSA 和 HDAC4 之間的有著良好相互作用。鑒于微針 (MN) 微創(chuàng)刺穿皮膚屏障進行給藥的優(yōu)點，我們開發(fā)了一種改性的MN 介導的 TSA 貼片，在治療創(chuàng)面的同時還可以降低由傳統注射引起的醫(yī)源性創(chuàng)面損傷的可能性。本研究已證明 MN 介導的 TSA 貼片可同時減輕糖尿病創(chuàng)面的炎癥、促進其組織再生和以及抑制糖尿病創(chuàng)面的靶點蛋白 HDAC4，從而為糖尿病創(chuàng)面愈合提供良好的治療方法。
研究結論：
糖尿病及相關的繼發(fā)性并發(fā)癥影響和威脅著全球 4.4 億人的生命，其中糖尿病創(chuàng)面（如糖尿病足潰瘍）是最嚴重的并發(fā)癥之一，嚴重者往往難以治愈。在本課題研究中，我們在人工智能輔助生物信息學的指導下，發(fā)現糖尿病創(chuàng)面的治療機制、靶點基因和治療藥物，研發(fā)了一種改性MN 介導的 TSA 貼片，其不僅可以促進糖尿病創(chuàng)面的精準治療，還在一定程度上降低了糖尿病創(chuàng)面研究成本。該 MN 介導的 TSA 貼片可同時調節(jié)創(chuàng)面的炎癥、創(chuàng)面組織再生以及創(chuàng)面靶點基因，并且可以低侵入性透皮給藥方式來進行糖尿病創(chuàng)面的治療。MN 的微觀結構可以在高效地將藥物輸送同時，最大限度地減少皮膚和貼片的過度粘附。與傳統的注射治療可導致糖尿病創(chuàng)面愈合的醫(yī)源性損傷相比，我們的 MN 介導的 TSA 貼片是一種低毒、溫和、長效的透皮給藥系統。此外，在本課題的研究手段中，我們采用的人工智能輔助生物信息學分析、舊藥新應用和高分子材料的融合，可為慢性創(chuàng)面及其他臨床疾病提供全新的研究思路。
文章使用的主要儀器節(jié)選：
嘉鵬儀器：
1、化學發(fā)光成像系統JP-K600
2、超微量核酸蛋白測定儀nano-800+
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