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浙江大學控制與工程學院在TOP期刊《ACS AMI》發表封面文章
近日，來自浙江大學控制與工程學院和浙江大學醫學院的研究團隊在國際頂級期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=10.383）發表了題為“Artificial Intelligence-Assisted Bioinformatics, Microneedle, and Diabetic Wound Healing: A “New Deal” of an Old Drug”的封面文章。

研究背景：

糖尿病創面，尤其是糖尿病足潰瘍，發生在 30% 的糖尿病患者中，其發病率和死亡率都很高。與正常皮膚創面不同，糖尿病損傷產生的長時間炎癥反應可導致糖尿病創面愈合不良。在常規的創面敷料治療下，傳統的糖尿病創面治療效果不足，甚至會加重創面從而導致截肢。在糖尿病創面的愈合過程中，往往存在著持續的創面炎癥和組織重塑障礙，導致創面難以愈合并增加感染的風險。因此，對更好的糖尿病創面治療需求正在急劇增長。

研究思路：

基于糖尿病患者皮膚的測序結果和人工智能 (AI) 輔助生物信息學，我們挖掘了用于糖尿病創面愈合的潛在治療劑曲古抑菌素 A (TSA) 和潛在的靶點組蛋白脫乙酰酶 4 (HDAC4)。分子對接模擬揭示了 TSA 和 HDAC4 之間的有著良好相互作用。鑒于微針 (MN) 微創刺穿皮膚屏障進行給藥的優點，我們開發了一種改性的MN 介導的 TSA 貼片，在治療創面的同時還可以降低由傳統注射引起的醫源性創面損傷的可能性。本研究已證明 MN 介導的 TSA 貼片可同時減輕糖尿病創面的炎癥、促進其組織再生和以及抑制糖尿病創面的靶點蛋白 HDAC4，從而為糖尿病創面愈合提供良好的治療方法。

研究結論：

糖尿病及相關的繼發性并發癥影響和威脅著全球 4.4 億人的生命，其中糖尿病創面（如糖尿病足潰瘍）是最嚴重的并發癥之一，嚴重者往往難以治愈。在本課題研究中，我們在人工智能輔助生物信息學的指導下，發現糖尿病創面的治療機制、靶點基因和治療藥物，研發了一種改性MN 介導的 TSA 貼片，其不僅可以促進糖尿病創面的精準治療，還在一定程度上降低了糖尿病創面研究成本。該 MN 介導的 TSA 貼片可同時調節創面的炎癥、創面組織再生以及創面靶點基因，并且可以低侵入性透皮給藥方式來進行糖尿病創面的治療。MN 的微觀結構可以在高效地將藥物輸送同時，最大限度地減少皮膚和貼片的過度粘附。與傳統的注射治療可導致糖尿病創面愈合的醫源性損傷相比，我們的 MN 介導的 TSA 貼片是一種低毒、溫和、長效的透皮給藥系統。此外，在本課題的研究手段中，我們采用的人工智能輔助生物信息學分析、舊藥新應用和高分子材料的融合，可為慢性創面及其他臨床疾病提供全新的研究思路。

文章使用的主要儀器節選：