仿生纳米复合物负载Evolocumab和姜黄素协同抗动脉粥样硬化治疗:基于ApoE-/-小鼠的多靶点调控策略

【字体: 时间:2025年06月04日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  本研究针对动脉粥样硬化(AS)中炎症与脂代谢紊乱的双重病理机制,开发了兼具巨噬细胞膜伪装和透明质酸修饰的双载药纳米系统HA-M@P@(Evol+Cur) NPs。通过同步递送PCSK9抑制剂Evolocumab(Evol)与天然抗炎剂姜黄素(Cur),实现了斑块局部抗炎与肝脏系统性脂代谢调节的协同作用,显著减少ApoE-/-小鼠斑块面积并增强稳定性,为AS临床治疗提供了创新方案。

  

动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)是全球心血管疾病死亡的首要诱因,其核心病理特征是慢性炎症与脂质代谢失衡的"恶性循环"。尽管现有降脂疗法(如他汀类)能降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),但约75%心血管事件仍伴随炎症反应,单一靶点干预效果有限。更棘手的是,高同型半胱氨酸(Hcy)血症会同时加剧巨噬细胞脂质蓄积和肝脏代谢紊乱,形成"斑块-肝脏"双向恶化机制。如何打破这种病理循环,成为AS治疗领域亟待突破的科学难题。

宁夏医科大学的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表了一项突破性研究,设计出仿生纳米复合物HA-M@P@(Evol+Cur) NPs。该系统通过巨噬细胞膜(Mom)伪装实现免疫逃逸,并利用透明质酸(HA)靶向斑块中CD44+巨噬细胞,同步递送降脂药Evolocumab(PCSK9抑制剂)和抗炎姜黄素。研究首次证实该纳米系统可同时调控斑块局部ABC转运体(ABCA1/ABCG1)介导的胆固醇外流和肝脏LDLR(低密度脂蛋白受体)循环利用,实现"双靶点-双器官"协同治疗。

关键技术方法包括:1)通过膜蛋白融合技术构建巨噬细胞膜包被的PLGA纳米粒;2)透明质酸-PEG2000-DSPE靶向分子修饰;3)ApoE-/-小鼠高蛋氨酸饮食诱导AS模型;4)激光共聚焦与流式细胞术分析纳米粒靶向性;5)代谢组学与16S rRNA测序评估肝脏代谢及肠道菌群调控。

协同效应验证
体外实验显示,Evol(1.25 nM)与Cur(10 μM)联用使巨噬细胞胆固醇外流效率提升2.6倍,同时下调促炎因子TNF-α/IL-1β达68%,并上调肝细胞LDLR表达31.3%。这为纳米系统设计提供了药效学基础。

纳米系统构建
透射电镜显示HA-M@P@(Evol+Cur) NPs具有216.5 nm粒径和11 nm膜涂层(图2B)。胆固醇微环境触发药物释放,在含0.5 mg/mL胆固醇的PBS中,Evol和Cur的60小时累积释放率分别达68.6%和51%(图2I-J)。CD44受体阻断实验证实HA修饰使纳米粒对活化巨噬细胞的摄取率提升至91.1%(图3C)。

斑块治疗机制
在ApoE-/-小鼠中,纳米治疗组斑块面积减少61.2%(图7F-G),胶原含量增加2.1倍(图7J-K)。机制上:1)通过上调ABCA1/ABCG1(图4E)促进巨噬细胞胆固醇外流;2)抑制JAK2/STAT3磷酸化(图8E-F)使M1型巨噬细胞(CD86+)比例从35.6%降至18.8%(图4J);3)降低斑块MMP-9表达43%(图7L-M)。

肝脏代谢调控
纳米治疗使肝脏甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)分别降低30%/52%(图S10)。免疫组化显示其通过抑制PCSK9(图9D)促进LDLR循环,同时上调肝组织ABCA1/ABCG1(图S11A-B)。代谢组学发现该纳米系统可纠正Hcy诱导的甘油磷脂代谢紊乱,提升抗炎介质花生四烯酸水平达2.3倍(图9G)。

肠道菌群干预
16S rRNA测序表明纳米治疗使Firmicutes/Bacteroidetes比值降低64%(图9I-J),促炎菌属Desulfovibrio减少,而产丁酸盐的Lachnospiraceae_NK4A136_增加(图S16A)。

这项研究开创性地提出"炎症-代谢"双轨调控策略,其重要意义在于:1)首次实现AS治疗中斑块微环境重塑与系统性代谢调控的时空协同;2)为多靶点纳米药物设计提供模板——通过膜伪装延长半衰期(2.457小时,图6B),借助HA-CD44轴提升斑块靶向性(主动脉荧光强度增加3倍,图6C);3)揭示Hcy通过干扰"肝脏-斑块"代谢对话加剧AS的新机制。该成果为临床开发AS联合疗法提供了理论依据和技术储备。

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