食品学院姚晓琳教授团队在《ACS Nano》上发表最新研究成果

近日，我校食品科学与工程学院（生物与医药学院）食品营养与健康团队在食品功能因子靶向纳米递送领域取得重要进展，相关研究成果以“Protein coronas derived from mucus act as both spear and shield to regulate transferrin functionalized nanoparticle transcellular transport in enterocytes”为题，发表在国际知名顶级期刊ACS Nano（影响因子17.1）上。我校食品学院杨丹副教授为第一作者，姚晓琳教授为第一通讯作者，陕西科技大学为第一通讯单位。该项成果的发表提高了我校在食品功能因子靶向递送领域的国际影响力。

上皮粘膜是影响食品功能因子吸收的关键生物屏障。配体修饰的主动靶向纳米载体可与肠上皮细胞表达的受体结合，进而被肠细胞高效摄取和转运，增加功能因子的吸收和利用。然而，在与生物体相互作用的过程中，体内各种蛋白会吸附在靶向纳米载体表面形成蛋白冠（Protein corona，PCs）。研究表明，PCs的形成迅速且不可避免，并且PCs往往会替代人工赋予纳米载体的理化性质来决定载体在体内外的命运。因此，对PCs的探索可能会为纳米递送体系克服生物屏障提供新见解。

研究发现，胃肠黏液层会削弱转铁蛋白修饰的主动靶向纳米载体（Tf-NP）在肠细胞的摄取及跨膜转运效率。在黏液分泌细胞中，Tf-NP表面形成的PCs掩盖、抑制了Tf-NP的靶向作用。在无黏液细胞中，Tf-NP主要吸附大量与细胞骨架、囊泡等转运相关以及Tf特异性相关的蛋白，这些蛋白使纳米载体的转运功能增强，吸收效率提升。基于此，团队利用黏液层中主要成分粘蛋白（mucin）预先包被Tf-NP形成“主动PCs”以克服“被动PCs”造成的困境，发现粘蛋白预包被纳米载体（M@Tf-NP）显著提高了Tf-NP的摄取及跨膜转运效率。这是因为“主动PCs”的存在削弱了“被动PCs”的形成能力；此外，基于mucin的糖蛋白及顶侧分布特性，M@Tf-NP吸附了大量与内质网-高尔基体相关的转运蛋白，胞吐作用增强。由此可知，胃肠黏液通过“被动PCs”的形成阻滞了主动靶向纳米载体的吸收，但也可基于“主动PCs”策略来提高递送效率。该研究诠释了“以子之矛-攻子之盾”的科学现象，相关结果将为食品功能因子高效递送体系构建提供理论基础和技术启示。

文章链接：

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/

新闻小贴士：

姚晓琳，校“学术骨干”、教授、博导。长期致力于探究食品结构与功能的构效机制，获陕西省“杰出青年基金”资助，荣获第十四届陕西青年科技奖、湖北省自然科学二等奖，入选陕西省“高层次人才引进计划”青年项目。主持/完成国家自然科学基金（青年-面上）4项、中国博士后基金1项、省部级科研项目7项、企业横向7项；以第一/通讯作者发表研究论文70余篇，其中在ACS Nano、Food Hydrocolloids、Journal of Agricultural and Food Chemistry等国际知名期刊发表SCI论文37篇（中科院一区/TOP杂志30篇，影响因子大于10.0的15篇），EI论文7篇；授权国家发明专利7件。近五年受邀在国内外重要学术会议上做报告15次以上。兼任陕西省食品科学技术学会常务理事、陕西省营养学会理事、运动营养分会副主委、健康管理分会常务委员、Food Biomacromolecules编委、中国农业科学青年编委。

杨丹，副教授，硕导，主要从事食品功能因子靶向递送体系构建及吸收转运机制的研究。入选西安市青年人才托举计划，主持国家自然科学基金青年基金1项、省部级及企业横向2项；发表SCI研究论文20余篇，以第一/通讯作者在ACS Nano、Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Ultrasonics Sonochemistry、ACS Applied Materials & Interfaces等国际权威期刊发表论文9篇；授权国内外发明专利3件。兼任陕西省营养学会健康管理分会委员。

（核稿：孙敏 编辑：刘倩）