近日，哥倫比亞大學(xué)強(qiáng)力教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合同校梁錦榮教授團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一種聚陽離子納米藥物第三代聚酰胺-胺（polyamidoamine generation，P-G3）。這種表面攜帶了 32 個(gè)正電荷的納米材料能夠靶向內(nèi)臟脂肪，抑制由飲食誘導(dǎo)的肥胖，并治療代謝性疾病。

圖 | 強(qiáng)力（來源：強(qiáng)力）

2022 年 12 月 1 日，相關(guān)論文以《聚陽離子納米藥物對(duì)內(nèi)臟脂肪的選擇性靶向》（Selective targeting of visceral adiposity by polycation nanomedicine）為題在 Nature Nanotechnology 上發(fā)表 [1]。

圖丨相關(guān)論文（來源：Nature Nanotechnology）

哥倫比亞大學(xué) Naomi Berrie 糖尿病中心及病理與細(xì)胞生物學(xué)系萬錢芬博士和生物醫(yī)學(xué)工程系黃保丁博士為論文的共同第一作者，哥倫比亞大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系梁錦榮（Kam W. Leong）教授和 Naomi Berrie 糖尿病中心病理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)系強(qiáng)力教授為論文的共同通訊作者。

聚陽離子納米藥物提供了抑制內(nèi)臟肥胖和治療代謝疾病的新策略

如今，肥胖和超重在人群中已經(jīng)普遍存在，會(huì)給人體健康帶來諸多危害，甚至導(dǎo)致心腦血管疾病、高血壓、糖尿病等常見慢性疾病的發(fā)生。

雖然引發(fā)肥胖的直接原因是脂肪組織的增加，但因肥胖造成的代謝危害在很大程度上卻是由身體脂肪的分布而決定的。

白色脂肪組織（white adipose tissue，WAT）是全身最主要的脂肪種類，可以根據(jù)其在身體里的儲(chǔ)存部位，大體分為位于腹腔內(nèi)的內(nèi)臟脂肪和位于皮膚下面的皮下脂肪。中心性肥胖不僅容易引發(fā)更高的代謝風(fēng)險(xiǎn)，也容易發(fā)生在亞洲人群的身上。

現(xiàn)有的減肥方法通常是全身性的，很難做到有針對(duì)性的局部減肥，尤其是對(duì)代謝健康危害更大的內(nèi)臟脂肪。造成這一困境的關(guān)鍵障礙是缺少可以有效特異性靶向內(nèi)臟脂肪的方法。

由于采用傳統(tǒng)的方法一直未曾取得突破，該團(tuán)隊(duì)就想通過跨學(xué)科交叉的方法尋找一種新的思路。強(qiáng)力表示，“在 WAT 擴(kuò)張的同時(shí)，細(xì)胞外基質(zhì)也會(huì)隨之增加，而后者是由膠原蛋白和攜帶超強(qiáng)負(fù)電荷的生物大分子糖胺聚糖組成的。這種帶負(fù)電荷的基質(zhì)，理論上可以吸附帶正電荷的分子?！?/p>

圖丨 P-G3 選擇性分布于內(nèi)臟脂肪（來源：Nature Nanotechnology）

該團(tuán)隊(duì)首先在體外驗(yàn)證了，脂肪組織細(xì)胞外基質(zhì)可以極其高效地吸附 P-G3。然后，該團(tuán)隊(duì)把 P-G3 注射到肥胖小鼠的腹部，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)先靶向內(nèi)臟脂肪，而非身體其他區(qū)域的脂肪?！斑@是首次發(fā)現(xiàn)通過正電荷可以有效地靶向特定位置的脂肪組織。這為治療中心性肥胖提供了一種可能?！睆?qiáng)力說。

圖丨 P-G3 使脂質(zhì)合成與脂肪細(xì)胞形成分離（來源：Nature Nanotechnology）

在這里，正電荷是靶向脂肪的關(guān)鍵。正電荷越強(qiáng)，納米顆粒就越傾向于靶向脂肪。不過，需要說明的是，更強(qiáng)的正電荷也增加了納米顆粒的毒性。因此，該團(tuán)隊(duì)還根據(jù)電荷密度，對(duì)最佳療效與毒性比的平衡進(jìn)行了細(xì)致的評(píng)估。

接下來，他們出乎意料地觀察到了帶正電的納米材料能達(dá)到強(qiáng)烈的減肥效果。團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工程改造，對(duì)靶向內(nèi)臟脂肪的陽離子納米材料進(jìn)行優(yōu)化，提高其療效和靶向的特異性的同時(shí)，也著重提升材料的安全性。

“我們還發(fā)現(xiàn)了非常特殊的調(diào)節(jié)脂肪的方式?！睆?qiáng)力補(bǔ)充說。

P-G3 對(duì)脂肪細(xì)胞的調(diào)節(jié)與傳統(tǒng)的脂肪細(xì)胞操作不同，其主要通過影響脂肪細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)信號(hào)感知通路，在不損傷甚至是促進(jìn)脂肪細(xì)胞形成的同時(shí)抑制了它長(zhǎng)大，實(shí)現(xiàn)將這兩個(gè)緊密結(jié)合的過程定向解偶聯(lián)，從而產(chǎn)生“侏儒”脂肪細(xì)胞，來減少內(nèi)臟脂肪。

圖丨 P-G3 抑制由飲食誘導(dǎo)的肥胖并改善代謝健康（來源：Nature Nanotechnology）

Nature Nanotechnology 的高級(jí)編輯基婭拉·帕斯托雷（Chiara Pastore）評(píng)價(jià)道：“該論文報(bào)道了納米藥物用于靶向內(nèi)臟脂肪，并調(diào)節(jié)與肥胖相關(guān)的特定途徑。在此取得的進(jìn)展，有望為減少肥胖提供替代治療工具，同時(shí)也鼓勵(lì)在代謝性疾病領(lǐng)域探索納米醫(yī)學(xué)解決方案，擴(kuò)大納米材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用?！?/p>

P-G3 在減少脂肪的同時(shí)，可以改善全身的代謝健康，可能應(yīng)用于代謝疾病干預(yù)。

據(jù)介紹，梁錦榮教授在正電納米材料領(lǐng)域深耕多年。團(tuán)隊(duì)可以基于 P-G3 的載體能力將其開發(fā)為平臺(tái)，并把小化合物、核苷酸和蛋白質(zhì)等治療藥物，遞送到給定的脂肪沉積處進(jìn)行治療。

“可以預(yù)見的是，通過這一平臺(tái)，能夠更有效地干預(yù)身體里的任意一塊脂肪?！睆?qiáng)力說。

此外，該團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步地把應(yīng)用擴(kuò)展到身體特定位置的皮下脂肪的減肥，主要體現(xiàn)在瘦身或修身上。這在醫(yī)學(xué)美容方面，會(huì)擁有較為廣闊的應(yīng)用前景。

希望向大眾傳遞健康安全的減肥理念

脂肪組織對(duì)于人體的健康代謝至關(guān)重要。如果通過破壞某個(gè)部位的脂肪來達(dá)成減肥目的，往往會(huì)造成脂肪組織的重新分布，帶來代謝功能隱患。

因此，強(qiáng)力及團(tuán)隊(duì)對(duì)減肥方法的安全性高度重視。他們不僅在制定肥胖干預(yù)策略時(shí)分外關(guān)注安全性，還希望可以幫助大眾樹立正確的減肥理念。

在他看來，市場(chǎng)上的一些減肥產(chǎn)品，可能會(huì)給使用者帶來諸多長(zhǎng)期的健康危害，比如產(chǎn)生抑郁、導(dǎo)致腸胃功能紊亂、損傷肝腎功能等。

“健康是第一位的。所以，對(duì)于那些成分不明的減肥產(chǎn)品，我個(gè)人的建議是敬而遠(yuǎn)之?！彼f。

“我們認(rèn)為減肥應(yīng)該是以一種科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)和安全的方式進(jìn)行的，能在減少脂肪、健康塑造脂肪的同時(shí)，改善全身的代謝健康?！睆?qiáng)力表示，“這是我們一直秉承的理念，也是研究和醫(yī)療領(lǐng)域需要共同關(guān)注的事情。希望這種健康的減肥觀念能夠有效地傳遞給大眾?！?/p>

參考資料：

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

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