工程化IL-10与雷帕霉素胶原靶向递送系统显著提升肺肾纤维化治疗效果

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对纤维化疾病治疗困境,通过工程化改造胶原靶向递送系统(VWF-A3/CBP-micelles),将抗炎因子IL-10和疏水性药物雷帕霉素(rapamycin)精准递送至纤维化组织。结果显示,A3-IL-10和雷帕霉素-CBP-micelles在小鼠肺/肾纤维化模型中显著降低胶原沉积,疗效优于游离药物。该研究为纤维化靶向治疗提供了创新策略,具有重要转化潜力。

  纤维化疾病是导致45%美国人死亡的“隐形杀手”,其中肺和肾纤维化因缺乏有效治疗手段尤为棘手。现有药物仅能延缓病程,器官移植则受限于供体短缺。面对这一困境,芝加哥大学的研究团队独辟蹊径,利用纤维化组织中血管渗漏和胶原异常沉积的特性,设计出两种“智能导弹”式递送系统:一种是将胶原结合蛋白VWF-A3与抗炎因子IL-10融合(A3-IL-10),另一种是用装饰素衍生肽(CBP)修饰的纳米胶束包裹疏水药物雷帕霉素。这项发表于《Scientific Reports》的研究,为逆转纤维化提供了突破性方案。

研究采用三项核心技术:1)蛋白质工程构建VWF-A3-IL-10融合蛋白,通过表面等离子共振(SPR)验证其与胶原I/III的结合能力;2)合成PEG114-Phe20嵌段共聚物胶束,动态光散射(DLS)和冷冻电镜(cryo-EM)表征其载药性能;3)建立小鼠单侧输尿管梗阻(UUO)和博来霉素诱导的肺纤维化模型,通过免疫组化、羟脯氨酸 assay 和Ashcroft评分评估疗效。

研究结果部分:
VWF-A3和CBP-micelles靶向纤维化器官
荧光标记实验显示,VWF-A3在纤维化肾/肺的富集量比健康组织高20%,CBP-micelles则通过胶原结合与被动渗透双重机制靶向病灶,显著优于非靶向对照组。

胶原靶向IL-10显著抑制纤维化
在UUO模型中,A3-IL-10使胶原I阳性区域减少50%,血清白蛋白融合版本(A3-SA-IL-10)效果更优;肺纤维化模型中,A3-IL-10组羟脯氨酸含量降低40%,Ashcroft评分接近正常水平。

雷帕霉素-CBP-micelles展现协同疗效
负载雷帕霉素的CBP-micelles使肾纤维化区域缩小60%,并逆转纤维化相关的ALT/AST异常;在肺模型中,该组胶原含量比游离药物组低35%,且显著改善肌酸激酶水平。

结论指出,该研究首次实现胶原靶向递送系统对IL-10和雷帕霉素的协同增效:VWF-A3通过延长IL-10在病灶的滞留增强抗炎作用,而CBP-micelles则解决了雷帕霉素的水溶性问题。这种“双管齐下”策略不仅为纤维化治疗提供新范式,其模块化设计还可拓展至其他ECM相关疾病。正如通讯作者Jeffrey A. Hubbell强调,该技术已通过HeioThera公司实现转化,有望成为下一代抗纤维化疗法的核心平台。

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