《Journal of Controlled Release》：Dose optimization of lymph node-targeted cyclosporine-A for lupus-driven vasculopathy
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系统性红斑狼疮（SLE）是一种以免疫失调、全身炎症和血管并发症为特征的慢性疾病。本研究开发了一种靶向淋巴结的纳米颗粒制剂P2Ns-GA-CsA（载有环孢素A），通过CD71介导的摄取优化疗效并减少副作用。在MRL-lpr小鼠模型中，5和10 mg/kg剂量显著降低炎症因子和肾脏损伤标志物，抑制淋巴细胞增殖，而15 mg/kg剂量引发免疫过激活。机制表明10 mg/kg剂量通过调控炎症介导的淋巴管生成、改善肠道微生物群失调及恢复色氨酸代谢，实现全身免疫调节。研究强调了纳米药物剂量优化的重要性，为SLE治疗提供新策略。
Kabirat T. Babalola | Raghu Ganugula | Meenakshi Arora | David Anderson | Sandeep K. Agarwal | Chandra Mohan | Babak J. Mehrara | M.N.V. Ravi Kumar
阿拉巴马大学融合生物科学与医学中心（CCBM），AIME大楼，邮政信箱870204，塔斯卡卢萨，AL，美国
摘要
系统性红斑狼疮（SLE）是一种慢性自身免疫性疾病，其特征是免疫失调、全身性炎症和血管并发症。环孢素A（CsA）是一种强效的免疫抑制剂，但其全身毒性常常限制了其临床应用。为了解决这个问题，我们开发了一种针对淋巴结的CsA纳米颗粒制剂（P2Ns-GA-CsA），该制剂通过CD71介导的摄取来提高治疗效果，同时最小化脱靶效应。我们在MRL-lpr狼疮小鼠模型中进行了临床前剂量优化研究，以确定P2Ns-GA-CsA的有效治疗窗口。临床前剂量优化显示出一个复杂的双相免疫反应：所有剂量（5、10和15 mg/kg）均降低了炎症细胞因子和肾脏损伤标志物，但对免疫激活的影响却有所不同。5 mg/kg和10 mg/kg的剂量成功抑制了淋巴细胞增殖和免疫激活，这从脾肿大、淋巴结肿大以及血浆中抗dsDNA和总IgG水平的降低中可以看出。相反，15 mg/kg的剂量反而引发了免疫过度激活，导致淋巴结肿大、脾肿大和自身抗体的升高。从机制上讲，最佳的10 mg/kg剂量下调了炎症诱导的淋巴管生成的关键介质，纠正了肠道微生物失衡，并恢复了微生物群介导的色氨酸代谢，从而有助于全身免疫调节。这些发现强调了非调节性剂量优化对于纳米药物的重要性，揭示了传统单次剂量研究中经常忽略的复杂药效反应。我们的结果不仅证明了靶向递送CsA是管理SLE血管并发症的一种可行策略，还为确保其他重新开发的免疫调节药物在自身免疫性疾病中的安全性和有效性提供了关键框架。
引言
系统性红斑狼疮（SLE）是一种复杂的自身免疫性疾病，其特征是广泛的炎症和多器官损伤，经常涉及微血管和宏观血管异常，这些异常显著增加了发病率和死亡率[[1], [2], [3]]。在健康状态下，淋巴系统主要负责排出间质液、维持体内平衡并消除各种组织中的炎症[4]。然而，在SLE中，免疫系统的持续激活会导致促炎细胞因子的释放，从而形成高度炎症性的微环境，损害内皮细胞，破坏淋巴功能，并促进异常的淋巴管生成[5,6]。淋巴管生成因子和促炎介质的释放会促进淋巴组织增生和淋巴管生成，改变淋巴流动，并调节狼疮患者的免疫和炎症[7]。因此，抑制病理性淋巴管生成是一种有前景的策略，可以减轻SLE的血管后遗症并改善整体疾病管理。
药物再利用是一种经济可行的策略，可以加速治疗开发，特别是对于慢性炎症和自身免疫性疾病[8]。然而，重新利用治疗指数狭窄的药物带来了独特的挑战，需要对其安全性和有效性进行严格评估。环孢素A（CsA）是一种强效的免疫抑制剂，具有狭窄的治疗指数，已被批准用于多种适应症，包括器官排斥、类风湿性关节炎和银屑病，并且在过敏性结膜炎和自身免疫性肝炎等非标签指示条件下也显示出疗效[9]。研究表明，CsA能够减轻炎症反应并抑制淋巴细胞增殖[10,11]。具体来说，CsA通过钙调神经磷酸酶/NFAT通路抑制活化T细胞的细胞因子产生来调节免疫系统[12]。然而，由于其严重的副作用，CsA的临床应用主要限于器官移植之外[9,13]。
新型药物递送系统的出现为更有效地管理SLE等自身免疫性疾病带来了希望[14]。淋巴系统靶向已成为治疗狼疮的一种变革性策略，利用了淋巴系统在疾病病理学中的核心作用[14,15]。先前的研究表明，将免疫抑制剂（如CsA）靶向淋巴循环可以预防狼疮小鼠模型中的肾小球肾炎和眼部视网膜病变[13,16]。我们实验室最近开发了一种针对淋巴系统的CsA纳米颗粒制剂（P2Ns-GA-CsA），该制剂作为SLE的独立治疗方法显示出潜力[13]。这是通过定制合成具有周期性羧基功能性的可降解聚乳酸（PLA）/聚乙二醇（PEG）聚合物与gambogic酸（GA）结合实现的，gambogic酸是一种特异性结合CD71的小分子配体[17]。我们已经证明，载有CsA的P2Ns-GA（简称P2Ns-GA-CsA）可以提高CsA在目标组织中的生物利用度，减少所需剂量，并延长给药间隔[13,16]。尽管CsA已获准用于其他适应症，但在SLE背景下的安全性和有效性仍需严格评估，尤其是引入这种创新的受体介导的递送平台后。在这项研究中，我们使用了MRL-lpr模型全面评估了P2Ns-GA-CsA在不同剂量（5 mg/kg、10 mg/kg和15 mg/kg）下的药理性能，并评估了其在改善SLE微血管和宏观血管并发症方面的疗效。
材料
除非另有说明，所有试剂均为分析级，购自Fisher Scientific（汉普顿，NH）。gambogic酸（GA）购自BroadPharm（圣地亚哥，CA）。用于纳米颗粒制剂的CsA购自LC Laboratories（沃本，MA）。通用CsA胶囊（Neoral?），USP（改良型）100 mg胶囊（Mayne Pharma Inc.）通过Snider's药店（切尔萨，AL）购买。用于尿液收集的疏水性LabSand购自Fisher Scientific
聚合物合成与制剂
聚合物和制剂（用于动物研究和加速稳定性研究）的特性已通过先前报道的方法进行了表征（表S2，图S1，A-D），并计算了每个小瓶中的包封效率和CsA含量[16]。P2Ns-CsA和P2Ns-GA-CsA制剂在ICH冷藏室和室温下储存6个月内的物理稳定性均非常好。关键的胶体性质包括粒径、多分散指数（PDI）和ζ电位
结论
CsA以其通过抑制钙调神经磷酸酶来抑制T细胞激活的能力而闻名，从而下调炎症细胞因子并调节VEGF-C/VEGFR-3信号通路。这种机制使CsA成为自身免疫性疾病中靶向血管干预的潜在候选药物。然而，传统上CsA的使用往往受到其狭窄的治疗指数的限制，具有剂量依赖性的肾毒性和广泛的免疫抑制作用。
数据共享声明
所有数据均在本文章的正文或补充材料中呈现。
CRediT作者贡献声明
Kabirat T. Babalola：撰写——原始草稿、研究、数据分析。Raghu Ganugula：撰写——审稿与编辑、监督、方法学、研究、数据分析。Meenakshi Arora：撰写——审稿与编辑、监督、方法学、研究、资金获取、数据分析。David Anderson：撰写——审稿与编辑。Sandeep K. Agarwal：撰写——审稿与编辑。Chandra Mohan：撰写——审稿与编辑。
资助
本研究由美国国立卫生研究院（NIH）的R01AI155908拨款（Meenakshi Arora和M. N. V. Ravi Kumar）以及Lupus Research Alliance的行政补充拨款LRA: 1040394（M. N. V. Ravi Kumar）资助。
利益冲突声明
本文的内容尚未发表或提交给任何其他期刊。所有列出的作者在提交前均审阅并批准了内容。作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Raghu Ganugula、Meenakshi Arora和M. N. V. Ravi Kumar是与手稿中描述的技术相关的专利申请的发明人（由德克萨斯A&M大学独家管理）
致谢
作者感谢Subash Dwivedi博士和Abiodun Wahab博士在动物口服给药方面的协助，以及Ingrid M. Heyns博士和Neha Choudhury博士在本研究中使用的聚合物的核磁共振光谱（NMR）分析方面的协助。
