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氧化鎢納米顆粒(WO3NPs)在炎癥性腸病中的治療潛力

文獻導讀

2021年6月18日,來自國家納米科學中心的聶廣軍研究員及其團隊在國際期刊《nano today》上發(fā)表了題為“Colonic mucus-accumulating tungsten oxide nanoparticles improve the colitis therapy by targeting Enterobacteriaceae”的文章。

研究介紹


炎癥性腸?。↖BD)是一種非特異性的慢性腸道炎性疾病,主要包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病。其特征是腸屏障功能中斷和之久的粘膜炎癥。在我國,IBD的發(fā)病率和患病率急劇上升。盡管IBD的病因和發(fā)病機制尚不清楚,但越來越多的證據(jù)表明,生物失調(diào)誘導的腸道炎癥和滲漏是引發(fā)IBD發(fā)展的重要因素。兼性厭氧腸桿菌科(Enterobacteriaceae),如大腸桿菌(Escherichia coli, E. coli)的失調(diào)加重了腸道炎癥,加劇了腸道屏障損傷,這也會影響結(jié)直腸癌的進展。這些發(fā)現(xiàn)使人們開始重視基于微生物療法(MBT)的開發(fā),旨在通過精準靶向炎性結(jié)腸中潰瘍相關(guān)腸桿菌科的細菌呼吸和能量代謝來治療IBD。

傳統(tǒng)的MBT治療方法主要側(cè)重于廣譜抗生素,以預防腸道致病性感染。然而,在IBD治療中使用抗生素也會清除有益的腸道微生物。因此,這種非特異性策略增加了病原體擴散和抗生素耐藥性的風險。更重要的是,耐藥菌的增加已經(jīng)成為人類健康的最大威脅之一。因此,靶向抑制致病菌的生長和調(diào)節(jié)腸道微生物穩(wěn)態(tài)是干預IBD進展的新策略。

氧化鎢納米顆粒(WO3NPs)因其獨特的理化性質(zhì)以及在生物傳感器、光聲成像和腫瘤治療等生物醫(yī)學領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力而備受關(guān)注。因此,作者探索了WO3NPs在DSS誘導的急性結(jié)腸炎小鼠中的治療潛力。

作者研究發(fā)現(xiàn)與鎢酸鈉(Na2WO4)相比,WO3NPs(直徑47.9 nm)顯著減少了炎癥,減弱了細菌易位,恢復了結(jié)腸上皮屏障,重塑了炎癥結(jié)腸中的腸道微生物穩(wěn)態(tài)。重要的是,WO3NPs通過選擇性抑制腸道細菌呼吸和能量代謝,特異性積聚在黏液層,引起全身毒性最小,提高了鎢酸鹽對急性結(jié)腸炎的治療效果,干預了IBD的進展。與Na2WO4、5-ASA和ZnONPs相比,WO3NPs對急性結(jié)直腸炎的治療效果更強。因此,WO3NPs可能作為一種安全、有效的MBT納米藥物用于IBD的臨床治療。

腸胃病學

胃腸道疾病主要指一般炎癥性胃腸道疾病(急、慢性胃炎,急、慢性闌尾炎等)、消化性潰瘍、胃癌、食道癌、大腸癌及腸易激綜合征等。一般炎癥性的腸胃炎主要是由于外界刺激引起的炎癥反應(yīng),會破壞消化道的內(nèi)表皮細胞,導致消化道內(nèi)表皮和內(nèi)基質(zhì)損傷,表現(xiàn)出腸胃病。與此同時隨著內(nèi)皮和基質(zhì)細胞的損傷,細胞基質(zhì)中的蛋白也會出現(xiàn)糞便或者血清中,只需要檢測這些樣本中標志性蛋白的含量,就可以很容易判斷疾病的發(fā)展及輕重。比如胃粘膜損傷:在糞便和血清中胃蛋白酶(PP)、胃泌素釋放肽前體(ProGRP)的含量都有所上升。目前科研結(jié)果表明,胃腸道癌癥的發(fā)生與長期的炎癥、遺傳因素等密切相關(guān)。癌細胞在生長、分裂以及遷移的過程中,會分泌特異性的物質(zhì)或者刺激宿主細胞產(chǎn)生特有的物質(zhì),這類物質(zhì)我們成為TM(Tumor marker, 腫瘤標志物),對這些物質(zhì)的檢測能反映癌癥發(fā)生、發(fā)展,以及癌癥對治療藥物的反應(yīng)。

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