人工細胞（Artificial Cell，AC）是研究人員為探索生命起源而構建的仿生系統，可以在形态、生長、分裂、基因複制和蛋白質表達等多個維度上模拟天然細胞。中性粒細胞是血液中含量最豐富的白細胞。作為宿主抵禦入侵病原體的重要防線之一，它可以快速趨化至炎症感染部位，通過包括活性氧（主要是次氯酸）介導的損傷等多種方式破壞病原體，對清除感染起着至關重要的作用。中性粒細胞的壽命很短，通常在血液中存活不到 24 小時，而且由于缺乏增殖能力無法在體外批量培育。為此，中性粒細胞成為研究人員設計人工細胞時的重要模仿對象。研究者通過負載抗菌藥物、在表面引入正電荷和利用催化活性産生活性氧等途徑使得人工中性粒細胞（Artificial Neutrophils，AN）在感染部位表現出一定的抗感染作用。然而，現有的這些AN缺乏在動态血流環境中的趨化性，無法在炎症部位主動聚集和積累，大大削弱了它們的抗感染效果。賦予AN趨化性，是研究人員在設計形态和功能上更接近天然中性粒細胞的AN的關鍵一步。
周敏教授課題組構建了生物安全的、能夠主動趨化至炎症感染部位并産生次氯酸抗感染的微米級球形AN。團隊用金屬有機框架結構包封葡萄糖氧化酶和氯過氧化物酶構建了能夠産生次氯酸的納米顆粒。随後，由DNA和另一種帶相反電荷的聚合物通過液-液相分離構成了内部包封納米顆粒的微米級凝聚體AN骨架。最後，由載有過氧化氫酶的磷脂雙分子層進行包封，獲得了微米級球形AN，既提高了AN的生物相容性，也賦予了其在H2O2濃度梯度中的趨化性。在生理條件下，AN會響應炎症感染部位的高H2O2水平并向炎症位點主動趨化。與此同時，AN還能催化生理環境中的葡萄糖和Cl−釋放出次氯酸， 從而高效發揮抗感染能力。為驗證AN的上述能力，團隊選擇了具有高死亡率、高緻殘率的體内血管移植術後感染性疾病，即血管移植物感染作為對象，通過體内外實驗成功驗證了AN的趨化行為和抗感染能力。
2024年6月14日，伟德官网手机版周敏教授團隊聯合南京師範大學毛春教授課題組在Advanced Science在線發表題為“Artificial Neutrophils Against Vascular Graft Infection”的研究成果，該成果将趨化性成功引入AN标志着人工細胞在承擔某些天然細胞功能方面邁出了重要的一步，為人工細胞未來廣闊的應用前景提供了創新理念和技術支持。伟德官网手机版附屬鼓樓醫院周敏教授、南京師範大學毛春教授和萬密密副教授為本文的共同通訊作者；伟德官网手机版博士研究生蔣文韬為論文第一作者，南京師範大學碩士研究生徐慧子為論文的共同第一作者。該項研究得到了國家自然科學基金、江蘇省研究生科研與實踐創新計劃等項目的支持。
原文鍊接：http://doi.org/10.1002/advs.202402768