食品學院姚曉琳教授團隊在《ACS Nano》上發(fā)表最新研究成果

近日，我校食品科學與工程學院（生物與醫(yī)藥學院）食品營養(yǎng)與健康團隊在食品功能因子靶向納米遞送領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)研究成果以“Protein coronas derived from mucus act as both spear and shield to regulate transferrin functionalized nanoparticle transcellular transport in enterocytes”為題，發(fā)表在國際知名頂級期刊ACS Nano（影響因子17.1）上。我校食品學院楊丹副教授為第一作者，姚曉琳教授為第一通訊作者，陜西科技大學為第一通訊單位。該項成果的發(fā)表提高了我校在食品功能因子靶向遞送領(lǐng)域的國際影響力。

上皮粘膜是影響食品功能因子吸收的關(guān)鍵生物屏障。配體修飾的主動靶向納米載體可與腸上皮細胞表達的受體結(jié)合，進而被腸細胞高效攝取和轉(zhuǎn)運，增加功能因子的吸收和利用。然而，在與生物體相互作用的過程中，體內(nèi)各種蛋白會吸附在靶向納米載體表面形成蛋白冠（Protein corona，PCs）。研究表明，PCs的形成迅速且不可避免，并且PCs往往會替代人工賦予納米載體的理化性質(zhì)來決定載體在體內(nèi)外的命運。因此，對PCs的探索可能會為納米遞送體系克服生物屏障提供新見解。

研究發(fā)現(xiàn)，胃腸黏液層會削弱轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾的主動靶向納米載體（Tf-NP）在腸細胞的攝取及跨膜轉(zhuǎn)運效率。在黏液分泌細胞中，Tf-NP表面形成的PCs掩蓋、抑制了Tf-NP的靶向作用。在無黏液細胞中，Tf-NP主要吸附大量與細胞骨架、囊泡等轉(zhuǎn)運相關(guān)以及Tf特異性相關(guān)的蛋白，這些蛋白使納米載體的轉(zhuǎn)運功能增強，吸收效率提升。基于此，團隊利用黏液層中主要成分粘蛋白（mucin）預先包被Tf-NP形成“主動PCs”以克服“被動PCs”造成的困境，發(fā)現(xiàn)粘蛋白預包被納米載體（M@Tf-NP）顯著提高了Tf-NP的攝取及跨膜轉(zhuǎn)運效率。這是因為“主動PCs”的存在削弱了“被動PCs”的形成能力；此外，基于mucin的糖蛋白及頂側(cè)分布特性，M@Tf-NP吸附了大量與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體相關(guān)的轉(zhuǎn)運蛋白，胞吐作用增強。由此可知，胃腸黏液通過“被動PCs”的形成阻滯了主動靶向納米載體的吸收，但也可基于“主動PCs”策略來提高遞送效率。該研究詮釋了“以子之矛-攻子之盾”的科學現(xiàn)象，相關(guān)結(jié)果將為食品功能因子高效遞送體系構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)啟示。

文章鏈接：

Protein Coronas Derived from Mucus Act as Both Spear and Shield to Regulate Transferrin Functionalized Nanoparticle Transcellular Transport in Enterocytes.

ACS Nano, 2024, 18, 7455-7472.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38417159/

新聞小貼士：

姚曉琳，?！皩W術(shù)骨干”、教授、博導。長期致力于探究食品結(jié)構(gòu)與功能的構(gòu)效機制，獲陜西省“杰出青年基金”資助，榮獲第十四屆陜西青年科技獎、湖北省自然科學二等獎，入選陜西省“高層次人才引進計劃”青年項目。主持/完成國家自然科學基金（青年-面上）4項、中國博士后基金1項、省部級科研項目7項、企業(yè)橫向7項；以第一/通訊作者發(fā)表研究論文70余篇，其中在ACS Nano、Food Hydrocolloids、Journal of Agricultural and Food Chemistry等國際知名期刊發(fā)表SCI論文37篇（中科院一區(qū)/TOP雜志30篇，影響因子大于10.0的15篇），EI論文7篇；授權(quán)國家發(fā)明專利7件。近五年受邀在國內(nèi)外重要學術(shù)會議上做報告15次以上。兼任陜西省食品科學技術(shù)學會常務理事、陜西省營養(yǎng)學會理事、運動營養(yǎng)分會副主委、健康管理分會常務委員、Food Biomacromolecules編委、中國農(nóng)業(yè)科學青年編委。

楊丹，副教授，碩導，主要從事食品功能因子靶向遞送體系構(gòu)建及吸收轉(zhuǎn)運機制的研究。入選西安市青年人才托舉計劃，主持國家自然科學基金青年基金1項、省部級及企業(yè)橫向2項；發(fā)表SCI研究論文20余篇，以第一/通訊作者在ACS Nano、Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Ultrasonics Sonochemistry、ACS Applied Materials & Interfaces等國際權(quán)威期刊發(fā)表論文9篇；授權(quán)國內(nèi)外發(fā)明專利3件。兼任陜西省營養(yǎng)學會健康管理分會委員。

（核稿：孫敏 編輯：劉倩）