编辑推荐:
本研究针对动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)中巨噬细胞介导的炎症与免疫失调难题,开发了一种基于血小板载体的可编程诊疗平台P-Mn/TI@mHSA。该平台通过活性氧(ROS)响应性尺寸转换策略,实现斑块靶向递送与深层渗透,同时整合Mn3O4纳米酶清除ROS和TRAF6抑制剂(TI)阻断CD40-TRAF6信号通路,显著抑制斑块炎症并促进稳定性。研究成果为心血管疾病提供了多功能诊疗新策略,发表于《Nature Communications》。
动脉粥样硬化作为心血管疾病的主要病理基础,其治疗面临两大核心挑战:一是现有药物难以精准靶向斑块并穿透致密纤维帽;二是巨噬细胞驱动的氧化应激与CD40-TRAF6信号通路形成的恶性循环加剧炎症。传统他汀类药物虽能降脂,却无法有效调控这一复杂病理网络。
中国医学科学院北京协和医学院放射医学研究所的研究团队创新性地构建了血小板-纳米复合诊疗平台P-Mn/TI@mHSA。该平台通过三步递送策略:首先利用血小板天然归巢能力靶向斑块;随后在斑块高ROS微环境中解离为超小蛋白簇(<20 nm)实现深层渗透;最后通过甘露糖修饰增强巨噬细胞摄取。研究证实,该平台不仅能通过Mn34纳米酶清除ROS(包括H22、O2-和·OH),还能通过TI阻断T淋巴细胞介导的巨噬细胞活化,双通路协同抑制NF-κB炎症信号。动物实验显示,该疗法使ApoE-/-小鼠斑块面积减少3.93倍,并显著增加胶原沉积(Masson染色阳性率提升2.13倍),相关成果发表于《Nature Communications》。
关键技术包括:1) 基于硫缩酮(TK)连接器的ROS响应性蛋白纳米组装体构建;2) 冷冻休克法(cryo-shocking)制备保留表面蛋白的血小板载体;3) 离体磁共振成像(MRI)监测Mn2+增强的T1加权信号;4) 高脂饮食诱导的ApoE-/-小鼠模型评估疗效。
研究结果
纳米组装体构建与表征
通过硫缩酮连接器交联甘露糖修饰的人血清白蛋白(mHSA),形成144 nm的Mn/TI@mHSA纳米颗粒。TEM显示其在10 mM H2O2中6小时内降解为<20 nm单元,DLS验证尺寸从150 nm降至20 nm。XPS证实Mn2+/Mn3+混合价态赋予多酶活性,包括催化H2O2分解(效率达82.3%)和清除·OH(ESR信号降低67%)。
血小板载体工程化
冷冻休克血小板(cPLT)保留GPVI和GPIbα等表面标志物,SEM显示其成功负载纳米颗粒后表面粗糙度增加。体外实验证实,P-Mn/TI@mHSA对胶原的黏附率比游离纳米颗粒高4倍(p<0.01),且抗vWF抗体预处理可使结合率降低58%。
协同治疗机制
转录组分析揭示,P-Mn/TI@mHSA处理使RAW264.7细胞中抗氧化基因(Nfe2l2、Hmox1)表达上调2.1-3.4倍,同时促炎因子(Tnf-α、Il6)mRNA水平下降72-85%。流式显示M1型巨噬细胞(F4/80+iNOS+)比例从64.5%降至18.9%。
体内疗效验证
MRI显示P-Mn/TI@mHSA在颈动脉斑块的T1信号增强3.2倍。治疗组斑块内ROS(DHE荧光)减少3.35倍,血清TNF-α水平下降2.8倍(p<0.001)。组织学分析显示坏死核心面积缩小4.1倍,α-SMA+平滑肌细胞增加2.3倍。
结论与意义
该研究首创性地将血小板天然靶向性、ROS响应性尺寸转换和免疫代谢调控相结合,突破传统纳米药物递送瓶颈。其重要意义在于:1) 通过CD40-TRAF6轴特异性干预避免全身免疫抑制;2) 锰基纳米酶实现诊疗一体化;3) 冷冻休克技术保障载体安全性。这种模块化设计为其他血管疾病(如血栓、动脉瘤)的联合治疗提供了新范式。
生物通 版权所有