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R8修饰circNFXL1脂质体经鼻递送改善Su5416诱导的小鼠肺动脉高压:靶向miR-29b/Kcnb1轴的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月07日 来源:Respiratory Research 4.7
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本研究针对肺动脉高压(PAH)现有疗法无法逆转血管重塑的临床困境,南开大学团队创新性开发了R8修饰的circNFXL1脂质体(R8-circNFXL1),通过鼻内给药靶向调控miR-29b/Kcnb1信号轴。实验证实该制剂可显著改善Su5416/缺氧诱导的小鼠PAH模型中的右心室肥厚、降低肺血管阻力,并首次揭示circRNA通过分子海绵作用调控离子通道KCNB1的机制,为PAH的病理机制研究和靶向治疗提供了新思路。
肺动脉高压(PAH)是一种以肺血管阻力进行性升高为特征的致命性疾病,现有治疗手段仅能缓解症状却无法逆转血管重塑这一核心病理过程。这种困境源于PAH复杂的发病机制——涉及血管平滑肌细胞(VSMC)异常增殖、内皮功能障碍和炎症反应共同导致的血管壁增厚和管腔狭窄。近年来,非编码RNA特别是环状RNA(circRNA)在PAH中的作用备受关注,其中circNFXL1被发现在PAH患者中显著下调,可能通过吸附miR-29b调控钾离子通道基因KCNB1的表达。然而,circRNA的临床应用面临递送效率低、靶向性差等挑战。
南开大学医学院团队在《Respiratory Research》发表的研究中,创新性地将细胞穿透肽R8与脂质体技术结合,构建了能高效递送circNFXL1的纳米递药系统。研究人员采用薄膜水化法制备R8-PEG2000修饰的脂质体,通过动态光散射和透射电镜证实其具有228-254 nm的理想粒径和单分散性。在Su5416联合缺氧诱导的C57BL/6小鼠PAH模型中,每周三次鼻内给予0.5 mg/mL R8-circNFXL1,采用小动物活体成像显示该制剂给药1小时后即可在肺部富集并维持24小时。
主要研究结果包括:1)制剂表征显示R8-circNFXL1具有92.16%的包封率和-48.99 mV的zeta电位,能有效抵抗EcoRI/BamHI酶解;2)功能改善方面,治疗组右心室肥厚指数(RV/LV+S)从0.61降至0.42,肺动脉加速时间(PAT)从14.58 ms提升至20.21 ms;3)机制研究通过RNA-FISH和Western blot证实,circNFXL1通过吸附miR-29b使KCNB1表达量恢复1.8倍,显著减轻α-SMA阳性的血管重塑。值得注意的是,该研究首次揭示circNFXL1-miR-29b-KCNB1调控轴在PAH中的作用,其中KCNB1编码的Kv2.1钾通道对维持VSMC膜电位至关重要。
关键技术方法包括:1)采用Su5416皮下注射联合10% O2缺氧三周建立PAH小鼠模型;2)通过薄膜水化法制备R8-PEG2000修饰的circNFXL1脂质体;3)应用Vevo 2100超声系统评估肺动脉血流动力学参数;4)采用RNA荧光原位杂交(RNA-FISH)分析circNFXL1与miR-29b的共定位;5)通过Fulton指数和HE染色定量血管重塑程度。
讨论部分强调,该研究突破性地实现了circRNA的靶向递送,其优势体现在:鼻内给药避免首过效应、R8修饰增强肺部富集(较普通脂质体提高3倍)、circNFXL1通过"分子海绵"作用同时调控多个病理环节。与现有血管扩张剂相比,这种靶向基因调控的策略可能改变PAH疾病进程。未来研究需解决规模化生产稳定性问题,并探索与前列环素类似物的联合治疗方案。
这项研究为PAH治疗提供了新范式,不仅证实circNFXL1作为治疗靶点的潜力,更开创性地将细胞穿透肽应用于circRNA递送系统。其科学价值在于:1)阐明circRNA通过离子通道调控血管张力的新机制;2)建立非侵入性核酸药物递送平台;3)为其他血管疾病的circRNA治疗提供技术参考。随着递送技术的优化和长期安全性验证,这种融合纳米技术与基因调控的策略有望成为PAH精准治疗的重要突破。
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