抗TNF-α反义寡核苷酸偶联PLG纳米颗粒保护移植胰岛细胞的新策略

本研究创新性地开发了抗肿瘤坏死因子α（TNF-α）反义寡核苷酸（ASO）偶联聚乳酸-羟基乙酸（PLG）纳米颗粒（NPs），通过靶向抑制TNF-α及下游炎症因子（IL-1β/IL-6/iNOS等），显著提升干细胞来源胰岛（SC islets）移植存活率。该技术突破传统生物制剂局限，为1型糖尿病（T1D）细胞疗法提供抗炎新范式。

　　

摘要

炎症反应是阻碍胰岛移植治疗1型糖尿病（T1D）的关键瓶颈。Shea团队设计的新型抗TNF-α反义寡核苷酸偶联PLG纳米颗粒（PLG-aTNF-α NPs），通过双重机制保护移植胰岛：一方面PLG载体靶向循环单核细胞，另一方面ASO特异性沉默TNF-α基因表达。在糖尿病小鼠模型中，该纳米疗法使腹膜脂肪移植的干细胞胰岛存活率提升113%，并显著降低移植部位TNF-α和IL-1β表达水平。

引言

胰岛移植虽已成为T1D临床治疗选择，但移植后70%的细胞损失源于先天免疫细胞（单核/巨噬细胞）分泌的TNF-α、IL-1β等炎症因子。传统TNF-α抑制剂存在脱靶效应，而核酸药物ASO虽可精确设计但递送效率低下。PLG纳米颗粒因其天然靶向单核细胞的特性，成为ASO的理想载体。本研究首次将PLG的免疫调节能力与ASO的基因沉默功能结合，开创性地解决移植胰岛存活难题。

结果

细胞移植引发快速先天免疫反应

在干细胞胰岛移植后24小时内，移植部位的经典单核细胞（Ly6C^highCCR2⁺）比例从9%激增至49%，伴随CCR2⁺迁移性单核细胞显著增加。这种急性炎症反应在7天内逐渐消退，提示干预窗口期集中于移植后早期。

PLG-aTNF-α NPs的精准设计

纳米颗粒通过EDC/NHS化学法实现72%的ASO偶联效率，粒径保持288±10.9 nm，表面电位降至-29.8 mV。体外释放实验显示7天内仅10.6%的ASO脱落，证实载体稳定性。冷冻干燥后的颗粒仍保持基因沉默效能，为临床储存提供便利。

多维度抗炎效应

在LPS刺激的巨噬细胞中，PLG-aTNF-α NPs展现三重优势：

1. 基因层面：4小时内将TNF-α mRNA降低至对照组的23%
2. 蛋白层面：72小时持续抑制TNF-α分泌（较对照组下降82%）
3. 协同作用：意外发现IL-1β、IL-6、iNOS表达同步下降50%以上

动物实验验证

糖尿病小鼠移植模型中，三次静脉注射PLG-aTNF-α NPs（移植前后各1次）产生显著效果：

• 移植部位CCR2⁺单核细胞减少40%
• TNF-α和IL-1β基因表达分别下调67%和58%
• PDX1⁺C-peptide⁺β细胞数量在第7天增加113%

讨论

该研究突破性地揭示PLG纳米载体与ASO的协同机制：PLG骨架通过模拟凋亡细胞碎片靶向单核细胞，而ASO则精准调控炎症网络关键节点。与传统TNF-α抗体相比，该策略避免全身免疫抑制风险，且通过抑制IL-1β等下游因子产生"一石多鸟"效应。未来可拓展至其他炎症相关疾病，如通过替换ASO序列靶向IRF-5等转录因子。

材料与方法

核心技术包括：

1. 采用单乳液溶剂蒸发法制备PLG NPs
2. 16碱基ASO序列（5'-CAAATCGGCTGACGGT-3'）靶向小鼠Tnlg1f基因751-736位点
3. 干细胞胰岛分化采用六阶段方案，移植前通过微孔支架（直径5mm）预载1百万个细胞
4. 流式分析采用Ly6C/CX3CR1/CCR2组合标记单核细胞亚群

这项研究为糖尿病细胞治疗提供新型纳米武器，其模块化设计更预示着精准免疫调控时代的到来。