本文介绍了一项关于使用氧化铈纳米酶（ceria nanozyme, CENZ）集成微针贴片（CE-MNs）治疗雄激素性脱发（androgenetic alopecia, AGA）的研究。该研究由Anran Yuan、Fan Xia等作者共同完成，发表在2021年7月的《ACS Nano》期刊上。研究团队来自浙江大学药学院及杭州创新医药研究院等机构。

研究背景

雄激素性脱发（AGA）是一种常见的慢性进行性疾病，影响全球超过50%的人口。其主要原因是毛囊微环境中过量的活性氧（reactive oxygen species, ROS）和血管生成不足导致的毛囊微环境失调。现有的治疗方法如米诺地尔（minoxidil）虽然有效，但存在使用频率高、皮肤损伤等局限性。因此，研究团队提出了一种新型的微针贴片系统，旨在通过同时清除ROS和促进血管生成来重塑毛囊微环境，从而促进毛发再生。

研究流程

研究分为以下几个主要步骤：

1. CENZ的合成与表征：

   • 研究团队通过反胶束法合成了疏水性CENZ，并通过透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对其进行了表征。CENZ具有类似过氧化氢酶（catalase, CAT）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）的活性，能够有效清除ROS。
   • 为了提高CENZ的水溶性，研究团队使用DSPE-mPEG2000对其进行表面修饰，获得了水溶性CENZ。

2. CE-MNs的制备与表征：

   • 研究团队使用透明质酸（hyaluronic acid, HA）作为微针的基质材料，制备了可溶解的微针贴片。微针贴片由15×15的针阵列组成，每片贴片含有8.65±0.76 μg的铈元素。
   • 通过扫描电子显微镜（SEM）和荧光显微镜对微针的形态进行了表征，确认CENZ成功负载到微针中。

3. 体外实验：

   • 研究团队评估了CE-MNs的机械强度、插入能力以及CENZ的释放动力学。结果显示，CE-MNs能够在猪皮中有效插入并释放CENZ，且CENZ的释放遵循爆发释放模型。
   • 体外抗氧化实验表明，CE-MNs能够显著降低H2O2诱导的氧化应激。

4. 体内实验：

   • 研究团队建立了AGA小鼠模型，并比较了CE-MNs、空白微针（blank-MNs）和米诺地尔的治疗效果。结果显示，CE-MNs在较低的给药频率下，能够显著加速毛发的再生，且再生毛发的质量与米诺地尔相当。
   • 通过免疫荧光染色和组织学分析，研究团队发现CE-MNs能够显著降低皮肤中的ROS水平，并促进血管生成。

主要结果

1. 毛发再生效果：

   • CE-MNs在AGA小鼠模型中表现出显著的毛发再生效果，再生毛发的覆盖率、密度和直径与米诺地尔相当，且给药频率更低。
   • 空白微针组也观察到毛发再生，但再生毛发的质量较差，表明机械刺激对毛发再生有一定促进作用。

2. 氧化应激与血管生成：

   • CE-MNs能够显著降低皮肤中的ROS水平，并减少脂质过氧化产物（如MDA）的积累。
   • CE-MNs通过机械刺激和CENZ的抗氧化作用，显著促进了毛囊周围的血管生成，增加了VEGF的表达。

结论

该研究设计了一种新型的CE-MNs贴片，能够通过同时清除ROS和促进血管生成来重塑毛囊微环境，从而有效治疗AGA。与米诺地尔相比，CE-MNs在较低的给药频率下实现了更快的毛发再生，且不会对皮肤造成不可逆的损伤。这种安全且高效的微针贴片为AGA的治疗提供了新的策略。

研究亮点

1. 创新性：该研究首次将CENZ与微针技术结合，通过双重调控氧化应激和血管生成来治疗AGA。
2. 高效性：CE-MNs在较低的给药频率下实现了与米诺地尔相当的毛发再生效果。
3. 安全性：CE-MNs在治疗过程中未对皮肤造成显著损伤，具有良好的生物相容性。

研究意义

该研究不仅为AGA的治疗提供了新的思路，还为其他与氧化应激和血管生成相关的疾病（如糖尿病伤口愈合、阿尔茨海默病等）提供了潜在的治疗策略。此外，CENZ与微针技术的结合也为纳米药物递送系统的开发提供了新的方向。