肥胖和超重给世界各地的卫生保健系统造成了沉重的负担。在过去的半个世纪里,其发病率增加了2倍,预计到年将威胁到超过25亿成年人。肥胖和超重容易使受影响的个体患许多严重的合并症,例如2型糖尿病(T2DM)、心血管疾病、骨关节炎、各种癌症等,这种高患病率尤其令人担忧。这些疾病是现代社会发病率和死亡率的主要原因。肥胖和相关合并症之间关联的主要机制是无菌的、低度的炎症即慢性炎症,它发生在多个组织中,尤其是白色脂肪组织(WAT)。由于血管密度降低导致缺氧、细胞死亡、线粒体功能障碍、内质网应激等,肥胖在WAT中诱发一系列病理事件,引发慢性炎症,包括巨噬细胞浸润及随后的促炎因子和趋化因子分泌。炎症状态进一步损害WAT在葡萄糖摄取和脂质储存方面的代谢功能。因此,过量的脂质沉积到异位组织,如肝脏和肌肉,引起脂肪毒性并加重胰岛素抵抗,进一步以前馈方式加剧WAT的炎症。就这一点而言,肥胖及其合并症被认为是慢性炎症性疾病。因此,改善相关炎症可能会降低与肥胖相关代谢紊乱的风险。尽管许多抗炎药物取得了很大的成功,但迄今为止,肥胖慢性炎症的治疗还很欠缺。
在多种动物疾病模型中,各种阳离子生物材料在治疗急性炎症方面有效,包括急性肝功能衰竭、创伤、狼疮、类风湿关节炎、骨髓损伤、炎症性肠道疾病、细菌性败血症等。尽管它们有很好的抗炎作用,但从未在代谢性疾病中进行过测试。PAMAM是一类表征得最清楚的树枝状大分子,具有对称和高度分支结构。除了作为载体或基因传递的常规用途外,阳离子PAMAM还可中和带负电的病原体。这些病原体的一个重要类别是无细胞核酸(cfNAs),由死亡和垂死的细胞释放,也可来自肠道微生物群、病毒甚至食物。这些cfNAs是Toll-like样受体的成熟配体(TLRs),其是介导先天免疫反应的主要调节因子。
中山大学、美国Columbia大学的KamW.Leong等报道了利用聚阳离子PAMAM治疗可从两个方面改善肥胖。研究发现,肥胖的小鼠血浆游离RNA(cfRNA)水平升高,作者用第3代阳离子PAMAM(P-G3)清除剂治疗饮食性肥胖(DIO)小鼠。经腹腔递送P-G3可减轻DIO小鼠的慢性炎症,减轻其体重,改善其代谢功能。为了进一步增强P-G3的适用性,作者将其与人血清白蛋白(HAS)络合以使其缓释。该药对DIO小鼠的治疗效果与上述P-G3一致。皮下脂肪局部注射HAS-PG3完全限制了复合物在储存目标内的分布,减少了局灶性肥胖。该研究证实了多阳离子材料在治疗代谢性疾病方面的应用潜力,具有减轻慢性炎症和抑制肥胖的双重益处。
文献来源:BaodingHuang,QianfenWan,TianyuLi,LexiangYu,WenDu,CarmenCalhoun,KamW.Leong*,LiQiang*.Biomaterials,,.