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

上皮粘膜是影響食品功能因子吸收的關鍵生物屏障。配體修飾的主動靶向納米載體可與腸上皮細胞表達的受體結合，進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程中，體內各種蛋白會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往往會替代人工賦予納米載體的理化性質來決定載體在體內外的命運。因此，對PCs的探索可能會為納米遞送體系克服生物屏障提供新見解。

研究發現，胃腸黏液層會削弱轉鐵蛋白修飾的主動靶向納米載體（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、囊泡等轉運相關以及Tf特異性相關的蛋白，這些蛋白使納米載體的轉運功能增強，吸收效率提升。基于此，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PCs”以克服“被動PCs”造成的困境，發現粘蛋白預包被納米載體（M@Tf-NP）顯著提高了Tf-NP的攝取及跨膜轉運效率。這是因為“主動PCs”的存在削弱了“被動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吸附了大量與內質網-高爾基體相關的轉運蛋白，胞吐作用增強。由此可知，胃腸黏液通過“被動PCs”的形成阻滯了主動靶向納米載體的吸收，但也可基于“主動PCs”策略來提高遞送效率。該研究詮釋了“以子之矛-攻子之盾”的科學現象，相關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，校“學術骨干”、教授、博導。長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、湖北省自然科學二等獎，入選陜西省“高層次人才引進計劃”青年項目。主持/完成國家自然科學基金（青年-面上）4項、中國博士后基金1項、省部級科研項目7項、企業橫向7項；以第一/通訊作者發表研究論文70余篇，其中在ACS Nano、Food Hydrocolloids、Journal of Agricultural and Food Chemistry等國際知名期刊發表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；授權國家發明專利7件。近五年受邀在國內外重要學術會議上做報告15次以上。兼任陜西省食品科學技術學會常務理事、陜西省營養學會理事、運動營養分會副主委、健康管理分會常務委員、Food Biomacromolecules編委、中國農業科學青年編委。

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，主持國家自然科學基金青年基金1項、省部級及企業橫向2項；發表SCI研究論文20余篇，以第一/通訊作者在ACS Nano、Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Ultrasonics Sonochemistry、ACS Applied Materials & Interfaces等國際權威期刊發表論文9篇；授權國內外發明專利3件。兼任陜西省營養學會健康管理分會委員。

（核稿：孫敏 編輯：劉倩）