食品學(xué)院姚曉琳教授團隊在《ACS Nano》上發(fā)表最新研究成果

近日，我校食品科學(xué)與工程學(xué)院（生物與醫藥學(xué)院）食品營(yíng)養與健康團隊在食品功能因子靶向納米遞送領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Protein coronas derived from mucus act as both spear and shield to regulate transferrin functionalized nanoparticle transcellular transport in enterocytes”為題，發(fā)表在國際知名頂級期刊ACS Nano（影響因子17.1）上。我校食品學(xué)院楊丹副教授為第一作者，姚曉琳教授為第一通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一通訊單位。該項成果的發(fā)表提高了我校在食品功能因子靶向遞送領(lǐng)域的國際影響力。

上皮粘膜是影響食品功能因子吸收的關(guān)鍵生物屏障。配體修飾的主動(dòng)靶向納米載體可與腸上皮細胞表達的受體結合，進(jìn)而被腸細胞高效攝取和轉運，增加功能因子的吸收和利用。然而，在與生物體相互作用的過(guò)程中，體內各種蛋白會(huì )吸附在靶向納米載體表面形成蛋白冠（Protein corona，PCs）。研究表明，PCs的形成迅速且不可避免，并且PCs往往會(huì )替代人工賦予納米載體的理化性質(zhì)來(lái)決定載體在體內外的命運。因此，對PCs的探索可能會(huì )為納米遞送體系克服生物屏障提供新見(jiàn)解。

研究發(fā)現，胃腸黏液層會(huì )削弱轉鐵蛋白修飾的主動(dòng)靶向納米載體（Tf-NP）在腸細胞的攝取及跨膜轉運效率。在黏液分泌細胞中，Tf-NP表面形成的PCs掩蓋、抑制了Tf-NP的靶向作用。在無(wú)黏液細胞中，Tf-NP主要吸附大量與細胞骨架、囊泡等轉運相關(guān)以及Tf特異性相關(guān)的蛋白，這些蛋白使納米載體的轉運功能增強，吸收效率提升?；诖?，團隊利用黏液層中主要成分粘蛋白（mucin）預先包被Tf-NP形成“主動(dòng)PCs”以克服“被動(dòng)PCs”造成的困境，發(fā)現粘蛋白預包被納米載體（M@Tf-NP）顯著(zhù)提高了Tf-NP的攝取及跨膜轉運效率。這是因為“主動(dòng)PCs”的存在削弱了“被動(dòng)PCs”的形成能力；此外，基于mucin的糖蛋白及頂側分布特性，M@Tf-NP吸附了大量與內質(zhì)網(wǎng)-高爾基體相關(guān)的轉運蛋白，胞吐作用增強。由此可知，胃腸黏液通過(guò)“被動(dòng)PCs”的形成阻滯了主動(dòng)靶向納米載體的吸收，但也可基于“主動(dòng)PCs”策略來(lái)提高遞送效率。該研究詮釋了“以子之矛-攻子之盾”的科學(xué)現象，相關(guān)結果將為食品功能因子高效遞送體系構建提供理論基礎和技術(shù)啟示。

文章鏈接：

Protein Coronas Derived from Mucus Act as Both Spear and Shield to Regulate Transferrin Functionalized Nanoparticle Transcellular Transport in Enterocytes.

ACS Nano, 2024, 18, 7455-7472.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38417159/

新聞小貼士：

姚曉琳，?！皩W(xué)術(shù)骨干”、教授、博導。長(cháng)期致力于探究食品結構與功能的構效機制，獲陜西省“杰出青年基金”資助，榮獲第十四屆陜西青年科技獎、湖北省自然科學(xué)二等獎，入選陜西省“高層次人才引進(jìn)計劃”青年項目。主持/完成國家自然科學(xué)基金（青年-面上）4項、中國博士后基金1項、省部級科研項目7項、企業(yè)橫向7項；以第一/通訊作者發(fā)表研究論文70余篇，其中在A(yíng)CS Nano、Food Hydrocolloids、Journal of Agricultural and Food Chemistry等國際知名期刊發(fā)表SCI論文37篇（中科院一區/TOP雜志30篇，影響因子大于10.0的15篇），EI論文7篇；授權國家發(fā)明專(zhuān)利7件。近五年受邀在國內外重要學(xué)術(shù)會(huì )議上做報告15次以上。兼任陜西省食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì )常務(wù)理事、陜西省營(yíng)養學(xué)會(huì )理事、運動(dòng)營(yíng)養分會(huì )副主委、健康管理分會(huì )常務(wù)委員、Food Biomacromolecules編委、中國農業(yè)科學(xué)青年編委。

楊丹，副教授，碩導，主要從事食品功能因子靶向遞送體系構建及吸收轉運機制的研究。入選西安市青年人才托舉計劃，主持國家自然科學(xué)基金青年基金1項、省部級及企業(yè)橫向2項；發(fā)表SCI研究論文20余篇，以第一/通訊作者在A(yíng)CS Nano、Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Ultrasonics Sonochemistry、ACS Applied Materials & Interfaces等國際權威期刊發(fā)表論文9篇；授權國內外發(fā)明專(zhuān)利3件。兼任陜西省營(yíng)養學(xué)會(huì )健康管理分會(huì )委員。

（核稿：孫敏 編輯：劉倩）