馬薩諸塞大學阿默斯特分校的一名生物醫學工程師利用其實驗室設計的一種奈米凝膠載體，將一種藥物專門輸送到肥胖小鼠的肝臟，有效地逆轉了它們因飲食引起的疾病。化學和生物醫學工程學傑出教授S. Thai Thayumanavan 說：”接受治療的小鼠完全減掉了增加的體重，而且我們沒有發現任何不良副作用。考慮到1 億美國人患有肥胖症和相關的心臟代謝疾病，我們對這項工作感到非常興奮。”

突破性成果與未來潛力

基於Thayumanavan實驗室的奈米凝膠技術，麻州大學應用生命科學研究所（IALS）成立了一家新創公司Cyta Therapeutics，該公司正在努力將這些研究成果轉化為人類所用。7 月下旬，Cyta Therapeutics 在波士頓舉行的第16 屆馬薩諸塞州生命科學創新（MALSI）年會上贏得了”評審選擇最佳新創公司”獎。

S. Thai Thayumanavan 是麻薩諸塞大學阿默斯特分校化學與生物醫學工程系的傑出教授。資料來源：阿默斯特大學

Thayumanavan說：「還需要在老鼠和人類之間進行大量的開發工作，但我們希望它最終能成為一種藥物」。

論文的資深作者、IALS生物活性遞送中心主任Thayumanavan在8月29日星期二發表在《美國國家科學院院刊NEXUS》上的一篇論文中解釋了他的團隊的研究成果。在Thayumanavan實驗室和生物活性遞送中心攻讀化學博士學位的吳瑞玲是這篇論文的第一作者。吳瑞玲最近剛畢業，現在波士頓一家製藥公司工作。

透過標靶遞送解決代謝問題

該中心的主要目標之一是研究如何透過為小分子和大分子創建新型遞送平台，將正確的藥物送到體內的正確位置。

擬甲狀腺藥物，即模擬合成甲狀腺激素的藥物，一直被認為是解決肥胖、2 型糖尿病、高膽固醇、代謝功能障礙相關性脂肪肝炎（MASH）和其他代謝疾病問題的潛在方法。不過，標靶治療是關鍵。Thayumanavan 和他的團隊研究了這樣一種擬甲狀腺藥物。

透過奈米凝膠載體將擬甲狀腺藥物直接輸送到肝臟後，小鼠飲食引起的肥胖症得到了逆轉。資料來源：Thayumanavan 實驗室，麻薩諸塞大學阿默斯特分校

他說：”我們意識到，我們需要有選擇性地將這種藥物輸送到肝臟，因為如果藥物輸送到其他地方，可能會引起併發症。除了副作用之外，全身用藥還會稀釋藥物的效力，這一點在研究中得到了證實。”

研究方法和結果

Thayumanavan 和他的團隊給一組小鼠餵食高脂肪、高糖、高膽固醇飲食10 週，使其體重增加一倍。對照組小鼠則食用健康飲食。

最近在阿默斯特大學獲得化學博士學位的Ruiling Wu 在Thayumanavan 的實驗室進行研究。她現在波士頓一家製藥公司工作。圖片來源：阿默斯特大學

“我們想出了一種非常簡單的方法，使用我們獨特的發明–奈米凝膠，我們可以有選擇性地引導到不同的靶點，我們稱之為IntelliGels。它們是為肝臟中​​的肝細胞遞送而客製設計的。”

研究人員每天給肥胖小鼠注射藥物，藥物包裝在奈米凝膠內，透過腹腔注射（IP）給小鼠服用。奈米凝膠載體進入肝細胞後，細胞中的穀胱甘肽會分解奈米凝膠中的鍵，釋放出藥物。然後，藥物會活化甲狀腺激素beta 受體，導致全身降脂、膽汁酸合成增加和脂肪氧化。治療五週後，小鼠的體重恢復正常–即使它們的高脂飲食仍在繼續。小鼠的膽固醇水平也有所下降，肝臟發炎也得到緩解。

“我們試圖找出受影響的因素，”Thayumanavan 說。”最新的發現是，藥物激活了膽固醇逆向運輸途徑，從而降低了膽固醇，激活脂肪氧化和提高新陳代謝率是導致體重下降的原因，但還需要做更多的工作來證明這一點。”

論文指出，現在人們對這一機制有了更好的理解，”藥物封裝奈米凝膠為奈米粒子介導的藥物策略治療其他肝臟疾病提供了可能性”。