Adv Sci：南京大学周敏等团队合作提出人工中性粒细胞对抗血管移植物感染新策略

有效的中性粒细胞迁移到感染部位在人体防御细菌感染和自然免疫反应中起着至关重要的作用。中性粒细胞寿命短，不能在体外大量培养。因此，开发更稳定、可控的人工中性粒细胞(AN)已成为研究热点。然而，现有的AN缺乏趋化性，即在动态血流环境中向高信号浓度位置迁移的能力。

2024年6月14日，南京大学周敏、南京师范大学毛春及万密密共同通讯在Advanced Science 在线发表题为“Artificial Neutrophils Against Vascular Graft Infection”的研究论文，该研究开发了一种微米尺寸，球形，生物相容性的AN。

这些AN由包裹两种酶的沸石咪唑酸框架-8纳米颗粒、凝聚液滴框架和携带酶的外层磷脂双层组成。AN表现出对炎症部位过氧化氢水平升高的反应性，沿着浓度梯度积极地向这些部位进行化疗。它们还能有效对抗金黄色葡萄球菌感染。通过体外实验和血管移植感染模型的体内评估，进一步验证了AN的能力。该研究在化学成分、功能和生理影响方面复制了天然中性粒细胞。它为推进先进人工细胞的发展提供了新的思路。

中性粒细胞是人体血液中最丰富的白细胞。它们可以通过快速迁移到发炎区域来帮助抵抗入侵的病原体，这是身体中至关重要的防御机制之一。中性粒细胞在清除感染中起着至关重要的作用，它通过各种方式破坏病原体，包括活性氧(主要是次氯酸(HClO))造成的损害。然而，中性粒细胞的寿命很短，通常在血液中存活不到24小时。此外，由于缺乏增殖能力，它们不能在体外大量培养。因此，研究人员试图在设计AC时模拟中性粒细胞，开发更稳定、可控的人工中性粒细胞(AN)已成为研究热点。

研究了各种制备AN的方法。抗生素是临床最常用的抗感染策略，最早被引入AN。然而，现有的AN缺乏趋化性，即在动态血流环境中向高信号浓度位置迁移的能力。趋化性是中性粒细胞对炎症的一种强有力的反应，对它们的抗感染作用至关重要。趋化性的缺失阻止了AN在炎症部位的主动聚集和积累，大大削弱了它们的抗感染作用。赋予AN趋化性是研究人员设计在形态和功能上更接近天然中性粒细胞的关键一步。

AN在VGI小鼠模型中的仿生构建、H₂O₂浓度梯度趋化性及抗感染能力示意图（图源自Advanced Science ）

该研究成功地开发了能够模仿天然中性粒细胞的AN。AN表现出微米大小的球形结构，并表现出对炎症部位的活性趋化性，产生HClO来对抗感染。实验证实了AN的成功构建，展示了它们在生理条件下持续产生HClO。微流体研究表明，AN在动态流体中响应H₂O₂浓度梯度的趋化行为，磷脂双分子层有效地降低了细胞摄取。体外评估验证了AN的生物相容性和抗金黄色葡萄球菌感染的功效。利用VGI模型的动物模型进一步证明了AN在感染部位的趋化性和积累，以及由于HClO释放而具有抗感染和组织修复能力。该研究涉及引入趋化性，这使得AN的功能更像天然中性粒细胞，AN的成功构建，显示了AC在疾病治疗领域的潜力。

南京大学医学院附属鼓楼医院周敏教授、南京师范大学毛春教授和万密密副教授为本文的共同通讯作者；医学院博士研究生蒋文韬为论文第一作者，南京师范大学硕士研究生徐慧子为论文的共同第一作者。该项研究得到了国家自然科学基金、江苏省研究生科研与实践创新计划等项目的支持。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202402768