工程化巨噬细胞膜包被纳米颗粒靶向CXCL/CXCR轴治疗肝缺血再灌注损伤的机制研究

针对肝移植后缺血再灌注损伤(HIRI)治疗手段匮乏的难题，重庆医科大学团队创新性构建了CXCR2过表达的巨噬细胞膜包被PLGA/褪黑素(MT)纳米颗粒(CXCR2-MM@PLGA/MT)。该研究通过生物信息学分析锁定CXC趋化因子关键作用，证实MT通过抑制NF-κB通路减少CXCL1/2分泌，工程化纳米颗粒兼具靶向递送、炎症因子清除和免疫逃逸功能，显著减轻中性粒细胞浸润和肝损伤，为HIRI治疗提供了安全高效的新策略。

　　

肝移植已成为终末期肝病的标准治疗手段，但缺血再灌注损伤(HIRI)导致的早期移植物功能障碍(EAD)仍是影响预后的主要并发症。据统计，HIRI导致高达10%的早期移植肝失功。这一病理过程涉及复杂的炎症级联反应，其中中性粒细胞浸润是关键环节，但目前临床缺乏特异性阻断策略。更棘手的是，传统抗炎药物如褪黑素(MT)存在半衰期短、需大剂量使用导致心律失常等局限。如何精准调控肝脏局部炎症微环境，成为突破HIRI治疗瓶颈的核心问题。

重庆医科大学的研究团队在《BIOMATERIALS RESEARCH》发表的研究中，通过整合生物信息学分析和纳米生物技术，揭示了CXC趋化因子在HIRI中的核心地位。研究人员首先对移植后EAD患者的肝组织测序数据(GSE151648、GSE189539)进行分析，发现中性粒细胞趋化活性显著增强，其中CXCL8(IL-8)表达尤为突出。单细胞测序进一步锁定肝细胞和巨噬细胞是CXC趋化因子的主要来源，而NF-κB通路激活是驱动其分泌的关键机制。基于此，团队创新性地构建了基因工程化巨噬细胞膜包被纳米颗粒CXCR2-MM@PLGA/MT，通过靶向递送MT和阻断CXCL/CXCR轴实现协同治疗。

研究主要采用四大技术方法：1) 生物信息学分析GEO数据库筛选关键靶点；2) 慢病毒转染构建CXCR2过表达巨噬细胞；3) 薄膜水化-挤压法制备膜包被纳米颗粒；4) 建立小鼠70%肝缺血再灌注模型评估疗效。

MT调节NF-κB通路减少CXC趋化因子表达
通过缺氧复氧(3h缺氧/6h复氧)细胞模型证实，MT能显著抑制肝细胞(AML-12)和巨噬细胞(RAW 264.7)中NF-κB磷酸化(p-NF-κB/NF-κB比值下降)，使CXCL1/CXCL2的mRNA和蛋白表达降低60%以上。Western blot显示MT还减少巨噬细胞M1型标志物iNOS表达，提示其具有调控免疫微环境的多重功效。

CXCR2-MM@PLGA/MT的制备与表征
纳米颗粒呈现典型的核壳结构，平均粒径116.7±2.0nm，ζ电位-30.8±1.2mV。膜蛋白分析显示成功保留了TNFR2、TLR4等天然受体，CXCR2表达量提升2.7倍。体外释放实验表明，膜包被使MT缓释效果提升5%，48小时累积释放率61.2%。

体外免疫逃逸与趋化因子清除能力
巨噬细胞膜包被使纳米颗粒被RAW 264.7细胞摄取率降低83%，而CXCR2过表达使其对缺氧复氧细胞分泌的CXCL1/CXCL2中和效率提高40%。ELISA检测显示，CXCR2-MM@PLGA处理组培养上清中趋化因子浓度仅为PLGA组的35%。

体内靶向性与治疗效应
活体成像显示CXCR2-MM@PLGA/DiR在缺血肝叶的蓄积量是普通膜包被组的1.8倍。治疗组血清ALT/AST水平较生理盐水组下降72%，肝组织坏死面积减少80%。免疫荧光显示MPO⁺中性粒细胞浸润减少85%，流式检测CD11b⁺/Ly6G⁺细胞比例降至7.2%。

抗炎机制解析
CXCR2-MM@PLGA/MT通过三重机制发挥作用：1) 膜表面CXCR2竞争性结合CXCL1/2，阻断中性粒细胞招募；2) MT抑制NF-κB通路使肝细胞/巨噬细胞趋化因子分泌减少；3) 膜蛋白CD47介导免疫逃逸延长循环时间。Western blot显示治疗组肝组织p-NF-κB、TNF-α表达量仅为对照组的30%。

该研究首次将基因工程膜技术与纳米递药系统相结合，突破了传统抗炎药物靶向性差的局限。CXCR2-MM@PLGA/MT的创新性体现在：1) 利用内源性膜蛋白实现多靶点协同治疗；2) 通过生物信息学指导的精准靶向设计；3) 维持天然膜结构确保生物安全性。动物实验证实其疗效显著优于游离MT(P<0.01)，且对心、肾等器官无毒性，血肌酐和尿素氮水平与对照组无差异。

这项研究为器官移植相关炎症损伤提供了新的干预思路，其"源头抑制趋化因子产生+末端清除已分泌因子"的双重策略，可推广至其他缺血再灌注损伤疾病。未来研究可进一步优化膜蛋白修饰组合，或联合其他通路抑制剂以增强疗效。该成果标志着纳米医学在精准免疫调控领域的重要突破，具有广阔的临床转化前景。