聚甘油硫酸盐与天然聚阴离子在2型炎症中的抗炎作用机制研究

研究人员针对2型炎症(如过敏性哮喘和特应性皮炎)中关键驱动因子TSLP(胸腺基质淋巴细胞生成素)和FN(纤连蛋白)的促炎作用，通过合成一系列硫酸化和羧基化聚甘油聚合物，利用表面等离子共振(SPR)和3D支气管上皮模型等技术，发现聚甘油硫酸盐能通过静电相互作用强力结合TSLP/FN，显著抑制CD4+ T细胞的TH2极化及IL-6分泌，为开发新型抗炎药物提供了新策略。

　　

在免疫系统与炎症疾病的博弈中，2型炎症如同一把双刃剑——它本是抵御寄生虫感染的重要防线，却常因过度激活导致特应性皮炎(AD)、过敏性哮喘(AA)等慢性疾病。这类疾病的共同特征是由T_H2细胞主导的炎症级联反应，其中胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)被视为"炎症交响乐"的指挥家。这个IL-7样细胞因子能激活树突细胞，直接促使CD4⁺ T细胞分化为T_H2亚型，进而引发IL-4/IL-13风暴。更棘手的是，近年发现细胞外基质蛋白纤连蛋白(FN)在特应患儿血浆中异常升高，并能刺激支气管上皮过度表达TSLP，这为"特应性进程"(atopic march)理论提供了新证据——皮肤炎症如何逐步"进军"至呼吸道。

尽管已有TSLP抗体Tezepelumab获批临床，但抗体药物的高成本、过敏风险等问题促使科学家寻找更优解。德国马克斯·普朗克研究所团队独辟蹊径，从带负电的分子与TSLP/FN表面正电斑块相互作用的特性入手，设计了一系列结构精确的聚阴离子化合物。他们采用聚甘油为骨架，通过硫酸化/羧基化修饰获得不同电荷密度的线性(lPGS)和树枝状(dPGS)聚合物，并借助表面等离子共振(SPR)揭示其与靶蛋白的结合特性。在三维支气管上皮模型中，研究者模拟FN触发的炎症环境，评估聚阴离子的干预效果；同时通过CD4⁺ T细胞极化实验，检测其对TSLP信号通路的阻断作用。

关键实验技术
研究采用表面等离子共振(SPR)定量分析聚合物与TSLP/FN的结合强度；通过CCK-8法评估细胞毒性；使用ELISA和Western blot检测IL-13、STAT6磷酸化等炎症指标；建立人源化3D支气管上皮模型模拟炎症微环境；免疫荧光染色观察TSLP表达定位。

合成聚阴离子库的特性
团队成功制备了分子量5-100kDa、硫酸化度40-90%的系列聚合物。ζ电位测试显示dPGS_10(90%)携带-37mV表面电荷，显著高于羧基化变体。这种高负电性为其与靶蛋白的静电结合奠定了基础。

SPR揭示结合机制
线性lPGS_10(90%)对TSLP的亲和力(K_D=0.565ng/mL)比树枝状dPGS_10(90%)强5倍，说明分子柔性影响结合效率。值得注意的是，硫酸化是结合的关键——羧基化聚合物完全丧失结合能力，而将硫酸化度从90%降至40%会使FN结合能力暴跌5000倍。

调控T细胞极化
在CD4⁺ T细胞实验中，1ng/mL dPGS_10(90%)即可显著抑制IL-13分泌，Western blot证实其通过阻断TSLP-TSLPR相互作用，减少STAT6磷酸化。这种抑制作用具有靶向性，因为PMA/离子霉素激活的T细胞不受影响。

缓解支气管炎症
在FN诱导的3D支气管模型中，100μg/mL dPGS_10(90%)使IL-6分泌降低50%，免疫荧光显示TSLP表达明显下调。研究者推测这源于聚合物竞争性阻断FN与整合素的结合，从而抑制NF-κB通路激活。

讨论与展望
该研究首次系统阐释了聚阴离子结构(线性/树枝状、硫酸化/羧基化、分子量)与抗炎活性的关系。虽然硫酸化肝素也展现结合能力，但其强抗凝副作用限制临床应用。相比之下，可生物降解的聚甘油硫酸盐兼具长效性和安全性优势，其多靶点作用机制(同时干预TSLP和FN)为复杂炎症网络调控提供新思路。未来可通过引入特异性识别基团进一步提升靶向性，或开发吸入制剂直接作用于呼吸道病灶。这项发表于《Biomacromolecules》的工作，为"电荷干预疗法"在免疫疾病中的应用树立了标杆。