哥大团队开发聚阳离子纳米药物，为治疗中心性肥胖和代谢疾病提供新策略

近日，哥伦比亚大学教授团队联合同校教授团队，开发了一种聚阳离子纳米药物第三代聚酰胺-胺（polyamidoamine generation，P-G3）。这种表面携带了 32 个正电荷的纳米材料能够靶向内脏脂肪，抑制由饮食诱导的肥胖，并治疗代谢性疾病。

图 | 强力（来源：）

2022 年 12 月 1 日，相关论文以《聚阳离子纳米药物对内脏脂肪的选择性靶向》（）为题在 Nature Nanotechnology 上发表 [1]。

图丨相关论文（来源：Nature Nanotechnology）

哥伦比亚大学 Naomi Berrie 糖尿病中心及病理与细胞生物学系万钱芬博士和生物医学工程系黄保丁博士为论文的共同第一作者，哥伦比亚大学生物医学工程系（Kam W. Leong）教授和 Naomi Berrie 糖尿病中心病理学和细胞生物学系教授为论文的共同通讯作者。

聚阳离子纳米药物提供了抑制内脏肥胖和治疗代谢疾病的新策略

如今，肥胖和超重在人群中已经普遍存在，会给人体健康带来诸多危害，甚至导致心脑血管疾病、高血压、糖尿病等常见慢性疾病的发生。

虽然引发肥胖的直接原因是脂肪组织的增加，但因肥胖造成的代谢危害在很大程度上却是由身体脂肪的分布而决定的。

白色脂肪组织（white adipose tissue，WAT）是全身最主要的脂肪种类，可以根据其在身体里的储存部位，大体分为位于腹腔内的内脏脂肪和位于皮肤下面的皮下脂肪。中心性肥胖不仅容易引发更高的代谢风险，也容易发生在亚洲人群的身上。

现有的减肥方法通常是全身性的，很难做到有针对性的局部减肥，尤其是对代谢健康危害更大的内脏脂肪。造成这一困境的关键障碍是缺少可以有效特异性靶向内脏脂肪的方法。

由于采用传统的方法一直未曾取得突破，该团队就想通过跨学科交叉的方法寻找一种新的思路。表示，“在 WAT 扩张的同时，细胞外基质也会随之增加，而后者是由胶原蛋白和携带超强负电荷的生物大分子糖胺聚糖组成的。这种带负电荷的基质，理论上可以吸附带正电荷的分子。”

图丨 P-G3 选择性分布于内脏脂肪（来源：Nature Nanotechnology）

该团队首先在体外验证了，脂肪组织细胞外基质可以极其高效地吸附 P-G3。然后，该团队把 P-G3 注射到肥胖小鼠的腹部，发现其优先靶向内脏脂肪，而非身体其他区域的脂肪。“这是首次发现通过正电荷可以有效地靶向特定位置的脂肪组织。这为治疗中心性肥胖提供了一种可能。”说。

图丨 P-G3 使脂质合成与脂肪细胞形成分离（来源：Nature Nanotechnology）

在这里，正电荷是靶向脂肪的关键。正电荷越强，纳米颗粒就越倾向于靶向脂肪。不过，需要说明的是，更强的正电荷也增加了纳米颗粒的毒性。因此，该团队还根据电荷密度，对最佳疗效与毒性比的平衡进行了细致的评估。

接下来，他们出乎意料地观察到了带正电的纳米材料能达到强烈的减肥效果。团队在此基础上进行工程改造，对靶向内脏脂肪的阳离子纳米材料进行优化，提高其疗效和靶向的特异性的同时，也着重提升材料的安全性。

“我们还发现了非常特殊的调节脂肪的方式。”补充说。

P-G3 对脂肪细胞的调节与传统的脂肪细胞操作不同，其主要通过影响脂肪细胞内的营养信号感知通路，在不损伤甚至是促进脂肪细胞形成的同时抑制了它长大，实现将这两个紧密结合的过程定向解偶联，从而产生“侏儒”脂肪细胞，来减少内脏脂肪。

图丨 P-G3 抑制由饮食诱导的肥胖并改善代谢健康（来源：Nature Nanotechnology）

Nature Nanotechnology 的高级编辑基娅拉·帕斯托雷（Chiara Pastore）评价道：“该论文报道了纳米药物用于靶向内脏脂肪，并调节与肥胖相关的特定途径。在此取得的进展，有望为减少肥胖提供替代治疗工具，同时也鼓励在代谢性疾病领域探索纳米医学解决方案，扩大纳米材料的生物医学应用。”

P-G3 在减少脂肪的同时，可以改善全身的代谢健康，可能应用于代谢疾病干预。

据介绍，教授在正电纳米材料领域深耕多年。团队可以基于 P-G3 的载体能力将其开发为平台，并把小化合物、核苷酸和蛋白质等治疗药物，递送到给定的脂肪沉积处进行治疗。

“可以预见的是，通过这一平台，能够更有效地干预身体里的任意一块脂肪。”说。

此外，该团队还进一步地把应用扩展到身体特定位置的皮下脂肪的减肥，主要体现在瘦身或修身上。这在医学美容方面，会拥有较为广阔的应用前景。

希望向大众传递健康安全的减肥理念

脂肪组织对于人体的健康代谢至关重要。如果通过破坏某个部位的脂肪来达成减肥目的，往往会造成脂肪组织的重新分布，带来代谢功能隐患。

因此，及团队对减肥方法的安全性高度重视。他们不仅在制定肥胖干预策略时分外关注安全性，还希望可以帮助大众树立正确的减肥理念。

在他看来，市场上的一些减肥产品，可能会给使用者带来诸多长期的健康危害，比如产生抑郁、导致肠胃功能紊乱、损伤肝肾功能等。

“健康是第一位的。所以，对于那些成分不明的减肥产品，我个人的建议是敬而远之。”他说。

“我们认为减肥应该是以一种科学、严谨和安全的方式进行的，能在减少脂肪、健康塑造脂肪的同时，改善全身的代谢健康。”表示，“这是我们一直秉承的理念，也是研究和医疗领域需要共同关注的事情。希望这种健康的减肥观念能够有效地传递给大众。”

参考资料：

1. Wan, Q., Huang, B., Li, T. et al. Selective targeting of visceral adiposity by polycation nanomedicine. Nature Nanotechnology 17, 1311–1321 (2022). https://doi.org/10.1038/s41565-022-01249-3 https://www.nature.com/articles/s41565-022-01250-w