KCI등재
SCIE
Verapamil-loaded supramolecular hydrogel patch attenuates metabolic dysfunction-associated fatty liver disease via restoration of autophagic clearance of aggregated proteins and inhibition of NLRP3
저자
Kim Do Kyung (Department of Anatomy, Konyang University College of Medicine) ; Han Daewon (Konyang University College of Medicine) ; 배정윤 (건양대학교) ; Kim Haeil (Konyang University College of Medicine) ; 이솔지 (건양대학교) ; Kim Jong-Seok (Myunggok Medical Research Institute, College of Medicine, Konyang University, Daejeon 35365, Korea.) ; 정영길 (건양대학교) ; Shin Jongdae (Konyang University College of Medicine) ; 박환우 (건양대학교)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
428-448(21쪽)
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Obesity, a serious threat to public health, is linked to chronic metabolic complications including insulin resistance, type-2 diabetes, and metabolic dysfunction-associated fatty liver disease (MAFLD). Current obesity medications are challenged by poor effectiveness, poor patient compliance, and potential side effects. Verapamil is an inhibitor of L-type calcium channels, FDA-approved for the treatment of hypertension. We previously investigated the effect of verapamil on modulating autophagy to treat obesity-associated lipotoxicity. This study aims to develop a verapamil transdermal patch and to evaluate its anti-obesity effects.Verapamil is loaded in biomimetic vascular bundle-like carboxymethyl pullulan-based supramolecular hydrogel patches cross-linked with citric acid and glycerol linkages (CLCMP). The investigation was then carried out to determine the therapeutic effect of verapamil-loaded CLCMP (Vera@CLCMP) on diet-induced obese mice.Vera@CLCMP hydrogel patches with hierarchically organized and anisotropic pore structures not only improved verapamil bioavailability without modifying its chemical structure but also enhanced verapamil release through the stratum corneum barrier. Vera@CLCMP patches exhibit low toxicity and high effectiveness at delivering verapamil into the systemic circulation through the dermis in a sustained manner. Specifically, transdermal administration of this patch into diet-induced obese mice drastically improved glucose tolerance and insulin sensitivity and alleviated metabolic derangements associated with MAFLD. Furthermore, we uncovered a distinct molecular mechanism underlying the anti-obesity effects associated with the hepatic NLR family pyrin domain-containing 3 (NLRP3) inflammasome and autophagic clearance by the vera@CLCMP hydrogel patches.The current study provides promising drug delivery platforms for long-term family treatment of chronic diseases, including obesity and metabolic dysfunctions.
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