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生科院王忠良教授团队最新研究成果:仿生自然为恒速供硫提供新见解

发布:2025-10-10来源:生命科学技术学院


(通讯员:乔晁强,王乐轩)近日,西安电子科技大学生命科学技术学院王忠良教授团队在气体信号分子治疗领域取得重要突破。相关研究成果以《A Promising Biomimetic Hydrogen Sulfide System for Advancing Inflammatory Disease Treatment》为题,发表于材料科学领域国际顶级期刊《Advanced Materials》(中国科学院一区TOP期刊,影响因子27.4)。西安电子科技大学为论文第一通讯单位,乔晁强副教授、博士生王乐轩和张瑞丽副教授为共同第一作者。

硫化氢(H₂S)作为继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后被发现的第三种内源性气体信号分子,在炎症性疾病的发生与发展中扮演着关键调控角色。然而,H₂S的生物学效应具有典型的“双相”特征——在生理浓度范围内展现抗炎、抗氧化等治疗效应,超出阈值则可能诱发细胞毒性并加剧炎症反应。传统H₂S供体(如NaHS、GYY4137等)释放动力学难以精准控制,释放速率随耗竭波动,难以维持稳定的治疗窗口浓度。如何实现对H₂S的精准、恒速供给,成为该领域亟待解决的关键科学问题。王忠良教授团队从体内内源性H₂S生成机制汲取灵感,开发出一种仿生H₂S供应系统(CPH)。该系统模拟内源性酶促生成过程,在整个给药期以近恒定速率持续产生H₂S,在保证疗效的同时有效降低毒性风险。

用于IBD治疗的仿生H2S递送系统CPH示意图

研究团队选择炎症性肠病(IBD)这一典型慢性炎症性疾病作为模型,系统评估了CPH的治疗效果,并在免疫炎症调控、肠道屏障修复与肠道菌群重塑三个关键维度建立了连贯的机制证据链。进一步地,团队将CPH包封于肠溶性水凝胶微球(CPH@GEL)中,实现口服给药:在小鼠IBD模型的疗效评估中,CPH@GEL不仅表现出优于临床一线用药柳氮磺胺吡啶(SSZ)的综合治疗效果,也在系统性安全性评价中展现出良好的生物相容性,体现出优异的临床应用转化潜力。

仿生H2S递送系统CPH口服递送疗效

本研究首次提出区别于传统H₂S供体的全新供应策略,实现H₂S的恒速、持续在位生成,有效破解现有H₂S治疗中的关键技术瓶颈。该工作不仅为H₂S治疗提供了革新性平台,也为其他高活性气体分子(如NO、CO、H₂)的精准递送提供了新思路。展望未来,通过进一步优化酶的催化性能、筛选临床级载体材料、完善规模化生产工艺,该系统有望加速临床转化进程,为炎症性肠病等慢性炎症性疾病患者提供更安全、有效的治疗选择,并为气体信号分子药物开发开辟新的研究方向。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202510602