靶向成纤维细胞的MLN4924通过双重调节IL-17A和TGF-β通路来抑制自身免疫性心肌炎

时间:2026年1月24日
来源:International Immunopharmacology

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心肌炎治疗中,MLN4924通过抑制IL-17A和TGF-β双通路减轻心肌纤维化并改善心脏功能,纤维母细胞膜伪装纳米递送系统显著提高药物靶向性和疗效。

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沈文文|郭飞|姜浩|高佳鹏|陈文文|余兆达|袁嘉毅|黄梦宇|宗明|李敏|范丽英
同济大学医学院上海东医院临床实验室,上海200120,中华人民共和国

摘要

背景

心肌炎是年轻人心力衰竭的主要原因之一,由于炎症驱动的心脏纤维化,可能进展为扩张型心肌病。心脏成纤维细胞(CFs)是这一过程的关键参与者,它们介导了IL-17A驱动的炎症反应和TGF-β诱导的纤维化重塑。然而,同时针对CFs中这两种病理途径的有效疗法仍然缺乏。

方法

我们在实验性自身免疫性心肌炎(EAM)的小鼠模型中评估了neddylation抑制剂MLN4924的效果。我们设计了一种针对成纤维细胞的仿生纳米颗粒(FMlipo@MLN4924),并在体外和体内评估了其递送效率和治疗效果。

结果

系统性MLN4924治疗显著减轻了心肌炎症,减少了大约50%的心脏纤维化,并保持了EAM小鼠的心脏功能。机制上,MLN4924同时抑制了IL-17A诱导的趋化因子产生和TGF-β驱动的成纤维细胞活化。与非靶向脂质体相比,FMlipo@MLN4924系统在心脏中的积累量增加了2.5倍以上。这种靶向递送方式显示出更优越的治疗效果,能够增强对免疫浸润和纤维化重塑的抑制作用,且没有观察到明显的毒性。

结论

MLN4924通过调节CFs中的IL-17A和TGF-β途径,在自身免疫性心肌炎中发挥双重抗炎和抗纤维化作用。成纤维细胞膜的伪装增强了MLN4924的递送和性能,为免疫介导的心脏损伤提供了一种有前景的精准医疗策略,具有明确的转化潜力。

引言

心肌炎是一种进行性的心肌炎症性疾病,是突发性心脏死亡和扩张型心肌病(DCM)的重要原因,尤其是在年轻人中。尽管目前对于自身免疫性或病毒阴性心肌炎采用了免疫抑制或免疫调节疗法,但其临床应用常常受到疗效有限和全身性副作用的阻碍。迫切需要更安全、更精准的治疗选择[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]。
尽管心肌炎的病因多种多样,但其进展的一个关键阶段是从急性炎症向慢性纤维化的转变,这会导致心脏功能障碍[1]、[7]、[8]。新的证据强调了辅助T细胞17(Th17)及其标志性细胞因子白细胞介素-17A(IL-17A)在实验性和人类心肌炎中驱动心脏炎症和纤维化中的关键作用[9]、[10]。同时,转化生长因子-β(TGF-β)作为纤维化的主调节因子,刺激成纤维细胞活化并分化为肌成纤维细胞[11]、[12]、[14]。这些发现表明,成纤维细胞是整合心肌炎症和纤维化信号传导的中心细胞节点,同时调节这两个轴可能特别有效。
Neddylation是一种翻译后修饰,其中类泛素蛋白NEDD8通过NEDD8特异的E1、E2和E3酶共价连接到特定底物上,从而调节cullin-RING连接酶活性、蛋白质稳定性以及多种炎症和纤维化信号通路[15]、[16]。在类风湿性关节炎、肝脏和肾脏纤维化中的研究表明,neddylation失调会促进组织驻留的间充质细胞(包括类似成纤维细胞的滑膜细胞、肝星形细胞和肾间质成纤维细胞)的促炎和促纤维化活化[17]、[18]、[19]。在心血管系统中,neddylation对围产期心脏成熟和心脏功能的维持至关重要,其选择性DCN1抑制剂在实验模型中显示出减少病理纤维化和重塑的潜力[20]、[21]。具体来说,系统性给予NEDD8激活酶抑制剂MLN4924被发现可以通过调节心肌细胞中的炎症信号来改善实验性自身免疫性心肌炎[22]。然而,neddylation在心肌炎期间对成纤维细胞活化的具体贡献,以及靶向成纤维细胞的策略是否能更有效地将炎症与纤维化分离,目前尚未明确。
因此,本研究旨在解决这些基本问题。我们首先旨在阐明neddylation在介导IL-17A和TGF-β驱动的心脏成纤维细胞病理活化中的作用。随后,为了克服系统性给药的局限性,我们开发了一种新型的仿生纳米平台。基于脂质体的既定生物相容性,并利用细胞膜伪装的同源靶向效应,我们设计了一种成纤维细胞膜伪装脂质体系统(FMlipo@MLN4924)来递送MLN4924。最后,我们在EAM模型中评估了这种靶向策略,目的是提高治疗效果并阐明neddylation在这种关键致病细胞类型中的作用。

部分摘要

小鼠

雄性BALB/c小鼠(6-8周龄)购自上海Slac动物公司(中国上海)。所有动物均饲养在苏州大学实验动物中心的特定无病原体(SPF)啮齿动物屏障设施中。所有涉及动物的实验程序均按照苏州大学机构动物护理和使用委员会的指南进行。

细胞分离和培养

从新生BALB/c小鼠(1-3天龄)的心脏中分离原代成纤维细胞。

MLN4924治疗改善EAM小鼠的心脏功能并减少炎症

为了研究neddylation在心肌炎进展中的作用,我们通过皮下免疫α-肌球蛋白重链肽(MyHC-α614629)在BALB/c小鼠中诱导了EAM模型。在基线(第0天)和随后的时间点(第14天和第21天)收集心脏组织进行组织病理学评估。H&E和Sirius Red染色显示,到第14天时有广泛的炎症细胞浸润,到第21天时有明显的心肌纤维化(图1A)。免疫组化分析显示

讨论

本研究的中心发现是,用MLN4924药理学抑制neddylation通路可以显著减轻小鼠EAM模型中的心肌炎症和纤维化重塑。MLN4924治疗降低了组织学炎症评分、CD45+和CD11b+髓系细胞的积累和中性粒细胞浸润,同时减少了IL-17A响应性趋化因子和细胞因子的表达。先前的EAM研究表明,MLN4924通过

结论

总之,我们的研究表明,MLN4924通过同时靶向心脏成纤维细胞中的IL-17A驱动的炎症和TGF-β介导的纤维化来抑制自身免疫性心肌炎。我们进一步证明,一种针对成纤维细胞的纳米颗粒递送系统FMlipo@MLN4924显著增强了这种治疗效果。虽然解决纳米颗粒的可扩展性和大型动物模型中的长期安全性等转化步骤对于临床开发至关重要,但我们的工作

CRediT作者贡献声明

沈文文:验证、项目管理、方法学、研究、数据分析。郭飞:项目管理、方法学。姜浩:项目管理、方法学。高佳鹏:数据分析。陈文文:数据分析。余兆达:验证、方法学。袁嘉毅:验证、方法学。黄梦宇:项目管理、方法学。宗明:监督。李敏:资金获取、概念化。范丽英:监督、资金获取。

资金信息

本研究得到了国家自然科学基金(82171813)、江苏省高等教育机构优先学术发展计划上海星光计划(23QA1411900)、启航计划(2022年)上海市浦东卫生局学术领导人才培养计划(资助编号PWRd2022-03)、上海市自然科学基金(资助编号21ZR1479000)以及上海东医院临床诊断平台部门计划(2024-DFPT-001)和长峰的支持

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的竞争性财务利益或个人关系。

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