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Ubiquitination Flow Repressors: Enhancing Wound Healing of Infectious Diabetic Ulcers through Stabilization of Polyubiquitinated Hypoxia-Inducible Factor-1α by Theranostic Nitric Oxide Nanogenerators
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2021-09-23 , DOI: 10.1002/adma.202103593 Yiqi Yang 1 , Kai Huang 1 , Minqi Wang 1 , Qishan Wang 2 , Haishuang Chang 3 , Yakun Liang 3 , Qing Wang 4 , Jie Zhao 1 , Tingting Tang 1 , Shengbing Yang 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2021-09-23 , DOI: 10.1002/adma.202103593 Yiqi Yang 1 , Kai Huang 1 , Minqi Wang 1 , Qishan Wang 2 , Haishuang Chang 3 , Yakun Liang 3 , Qing Wang 4 , Jie Zhao 1 , Tingting Tang 1 , Shengbing Yang 1
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Current treatments for diabetic ulcers (DUs) remain unsatisfactory due to the risk of bacterial infection and impaired angiogenesis during the healing process. The increased degradation of polyubiquitinated hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) compromises wound healing efficacy. Therefore, the maintenance of HIF-1α protein stability might help treat DU. Nitric oxide (NO) is an intrinsic biological messenger that functions as a ubiquitination flow repressor and antibacterial agent; however, its clinical application in DU treatment is hindered by the difficulty in controlling NO release. Here, an intelligent near-infrared (NIR)-triggered NO nanogenerator (SNP@MOF-UCNP@ssPDA-Cy7/IR786s, abbreviated as SNP@UCM) is presented. SNP@UCM represses ubiquitination-mediated proteasomal degradation of HIF-1α by inhibiting its interaction with E3 ubiquitin ligases under NIR irradiation. Increased HIF-1α expression in endothelial cells by SNP@UCM enhances angiogenesis in wound sites, promoting vascular endothelial growth factor (VEGF) secretion and cell proliferation and migration. SNP@UCM also enables early detection of wound infections and ROS-mediated killing of bacteria. The potential clinical utility of SNP@UCM is further demonstrated in infected full-thickness DU model under NIR irradiation. SNP@UCM is the first reported HIF-1α-stabilizing advanced nanomaterial, and further materials engineering might offer a facile, mechanism-based method for clinical DU management.
中文翻译：
泛素化流动抑制器：通过治疗诊断一氧化氮纳米发电机稳定多泛素化缺氧诱导因子-1α，增强感染性糖尿病溃疡的伤口愈合
由于在愈合过程中存在细菌感染和血管生成受损的风险，目前对糖尿病溃疡 (DU) 的治疗仍不能令人满意。多泛素化缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的降解增加会损害伤口愈合效果。因此，维持 HIF-1α 蛋白稳定性可能有助于治疗 DU。一氧化氮 (NO) 是一种内在的生物信使，可作为泛素化流动抑制剂和抗菌剂；然而，由于难以控制 NO 释放，其在 DU 治疗中的临床应用受到阻碍。在这里，提出了一种智能近红外（NIR）触发的NO纳米发电机（SNP@MOF-UCNP@ssPDA-Cy7/IR786s，缩写为SNP@UCM）。SNP@UCM 通过在 NIR 照射下抑制其与 E3 泛素连接酶的相互作用来抑制泛素化介导的 HIF-1α 蛋白酶体降解。通过 SNP@UCM 增加内皮细胞中 HIF-1α 的表达可增强伤口部位的血管生成，促进血管内皮生长因子 (VEGF) 分泌以及细胞增殖和迁移。SNP@UCM 还能够早期检测伤口感染和 ROS 介导的细菌杀灭。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。通过 SNP@UCM 增加内皮细胞中 HIF-1α 的表达可增强伤口部位的血管生成，促进血管内皮生长因子 (VEGF) 分泌以及细胞增殖和迁移。SNP@UCM 还能够早期检测伤口感染和 ROS 介导的细菌杀灭。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。通过 SNP@UCM 增加内皮细胞中 HIF-1α 的表达可增强伤口部位的血管生成，促进血管内皮生长因子 (VEGF) 分泌以及细胞增殖和迁移。SNP@UCM 还能够早期检测伤口感染和 ROS 介导的细菌杀灭。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。
更新日期：2021-11-09
中文翻译：
泛素化流动抑制器：通过治疗诊断一氧化氮纳米发电机稳定多泛素化缺氧诱导因子-1α，增强感染性糖尿病溃疡的伤口愈合
由于在愈合过程中存在细菌感染和血管生成受损的风险，目前对糖尿病溃疡 (DU) 的治疗仍不能令人满意。多泛素化缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的降解增加会损害伤口愈合效果。因此，维持 HIF-1α 蛋白稳定性可能有助于治疗 DU。一氧化氮 (NO) 是一种内在的生物信使，可作为泛素化流动抑制剂和抗菌剂；然而，由于难以控制 NO 释放，其在 DU 治疗中的临床应用受到阻碍。在这里，提出了一种智能近红外（NIR）触发的NO纳米发电机（SNP@MOF-UCNP@ssPDA-Cy7/IR786s，缩写为SNP@UCM）。SNP@UCM 通过在 NIR 照射下抑制其与 E3 泛素连接酶的相互作用来抑制泛素化介导的 HIF-1α 蛋白酶体降解。通过 SNP@UCM 增加内皮细胞中 HIF-1α 的表达可增强伤口部位的血管生成，促进血管内皮生长因子 (VEGF) 分泌以及细胞增殖和迁移。SNP@UCM 还能够早期检测伤口感染和 ROS 介导的细菌杀灭。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。通过 SNP@UCM 增加内皮细胞中 HIF-1α 的表达可增强伤口部位的血管生成，促进血管内皮生长因子 (VEGF) 分泌以及细胞增殖和迁移。SNP@UCM 还能够早期检测伤口感染和 ROS 介导的细菌杀灭。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。通过 SNP@UCM 增加内皮细胞中 HIF-1α 的表达可增强伤口部位的血管生成，促进血管内皮生长因子 (VEGF) 分泌以及细胞增殖和迁移。SNP@UCM 还能够早期检测伤口感染和 ROS 介导的细菌杀灭。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。SNP@UCM 的潜在临床效用在近红外照射下感染的全层 DU 模型中得到进一步证明。SNP@UCM 是第一个报道的稳定 HIF-1α 的先进纳米材料，进一步的材料工程可能为临床 DU 管理提供一种简便的、基于机制的方法。
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