廣東
近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)在《Advanced Science》發(fā)表題為“A Computational Strategy for Identifying Self-Assembling Food-Derived Molecules for Antiparasitic Nanotherapy”的研究論文，該研究建立了自組裝分子組合計(jì)算篩選策略，成功識(shí)別并制備出“藥食同源”熊果酸-甘草次酸無(wú)載體納米顆粒，具有協(xié)同增效抗蟲與減毒優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出良好應(yīng)用前景。動(dòng)物科技學(xué)院博士后屈伸野和葡萄酒學(xué)院博士研究生王婷為論文共同第一作者，王高學(xué)教授和凌飛教授為共同通訊作者。
寄生蟲病是制約水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸之一，開(kāi)發(fā)安全、高效的綠色抗蟲藥物是保障水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有效途徑。天然產(chǎn)物是抗蟲藥物研發(fā)的重要資源，但多數(shù)天然分子存在水溶性差、生物利用度低等問(wèn)題，限制了其在漁藥創(chuàng)制中的應(yīng)用。無(wú)載體納米遞送策略為突破這一瓶頸提供了思路。然而，目前自組裝分子組合的發(fā)現(xiàn)主要依賴經(jīng)驗(yàn)篩選和反復(fù)試錯(cuò)，難以滿足高效開(kāi)發(fā)需求。針對(duì)這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了計(jì)算篩選與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究范式，通過(guò)二維結(jié)構(gòu)相似性分析、三維藥效團(tuán)匹配和分子間相互作用預(yù)測(cè)，優(yōu)先篩選出熊果酸（UA）和18β-甘草次酸（18βGA）候選自組裝分子對(duì)。進(jìn)一步研究表明，兩種分子可通過(guò)氫鍵、范德華作用、疏水作用和靜電互補(bǔ)等多重非共價(jià)作用形成穩(wěn)定納米顆粒，所得UA-18βGA NPs粒徑均一、分散性良好，并具有較好的穩(wěn)定性和緩釋特征。
生物活性評(píng)價(jià)表明，與單體分子相比，UA-18βGA NPs具有更低的毒性和更強(qiáng)的抗寄生蟲活性，其抗蟲協(xié)同效應(yīng)和減毒效應(yīng)分別得到Bliss、HSA及ZIP模型驗(yàn)證。在小瓜蟲感染模型中，該納米顆粒對(duì)小瓜蟲不同生活階段均表現(xiàn)出良好的殺滅活性，口服給藥后可顯著提高感染魚存活率，并降低寄生蟲載量。機(jī)制研究顯示，UA-18βGA NPs可通過(guò)調(diào)控Erk1/Akt相關(guān)信號(hào)誘導(dǎo)小瓜蟲發(fā)生凋亡，同時(shí)降低宿主體內(nèi)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，并促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2樣抗炎表型轉(zhuǎn)變。
該研究創(chuàng)新性提出了一種用于發(fā)現(xiàn)天然分子自組裝組合的計(jì)算篩選策略，從多維度揭示了UA和18βGA自組裝形成抗寄生蟲納米藥物的分子基礎(chǔ)，并證明該納米體系兼具直接抗寄生蟲作用和宿主保護(hù)效應(yīng)。研究結(jié)果為天然產(chǎn)物無(wú)載體納米漁藥的理性設(shè)計(jì)及寄生蟲病綠色防控提供了新的思路。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/advs.202524297
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