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乳铁蛋白肽负载pH敏感型尼奥体抗结核研究:免疫调控的蛋白质组学新视角
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月31日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对结核病治疗面临的耐药性和疗程长等挑战,开发了基于微流控技术制备的pH敏感型乳铁蛋白肽(Lfcin)负载尼奥体(Lfcin-Nio)。通过中央复合设计(CCD)优化获得粒径171.68±0.97 nm、包封率75.59%的纳米制剂,其酸性环境释放率达80%,显著抑制胞内外结核分枝杆菌(Mtb)并激活补体C6等免疫通路。该研究为抗结核药物递送系统提供了新策略。
结核病治疗面临耐药性发展和长达6-12个月疗程的严峻挑战。尽管新药普瑞马尼德和德拉马尼德获批使用,耐药现象仍持续出现。结核分枝杆菌(Mtb)通过劫持肺泡巨噬细胞、阻断溶酶体融合等机制逃避免疫清除,而传统抗生素难以有效渗透至感染部位。抗菌肽(AMPs)因其膜破坏和免疫调节双重功能成为研究热点,其中乳铁蛋白衍生肽D-hLF1-11虽对耐药菌株有效,但存在血浆稳定性差的问题。
泰国清迈大学联合国家遗传工程与生物技术中心的研究团队创新性地将微流控技术与实验设计(DoE)相结合,开发了载有乳铁蛋白肽的pH响应型尼奥体(Lfcin-Nio)。这种非离子表面活性剂囊泡通过掺入胆固醇半琥珀酸酯(CHEMs),在酸性环境中发生相变释放药物。研究通过中央复合设计(CCD)优化配方,获得粒径171.68 nm、zeta电位-69.86 mV的高稳定性纳米颗粒。蛋白质组学分析揭示该制剂通过激活补体C6和胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)通路,同时抑制Smad6等抗炎信号,实现"双重杀菌"机制——既直接破坏细菌膜结构,又重编程巨噬细胞免疫应答。该成果发表于《Scientific Reports》,为抗结核纳米制剂开发提供了新范式。
关键技术包括:1) 微流控芯片制备pH敏感型尼奥体;2) 响应面法优化Span60/胆固醇/CHEMs配比;3) 结核分枝杆菌H37Rv感染肺泡巨噬细胞(NR8383)模型;4) 基于LC-MS/MS的定量蛋白质组学分析;5) STRING数据库构建蛋白-蛋白-化合物互作(PPCI)网络。
【结果】
优化Lfcin-Nio配方:通过CCD确定最佳组分为Span60 5.57 mM、胆固醇10.63 mM、CHEMs 6.78 mM,预测误差<5%。STEM显示球形形态,28天内4℃储存稳定性良好。
物理特性与释放行为:酸性环境(pH5.5)下6小时释放80%药物,显著高于中性条件(50%)。NR标记实验证实纳米颗粒2小时内被巨噬细胞胞吞。
抗Mtb活性:50μg/mL Lfcin-Nio使胞外Mtb活力下降50%,而胞内杀菌仅需12.5μg/mL,效果优于异烟肼(INH)对照。
蛋白质组学发现:鉴定出225个差异蛋白(54上调/171下调),补体C6显著上调2.3倍,Smad6、LAT2等免疫调节因子下调。PPCI网络显示C6与TNF-α、IGF1R与TRAF6存在直接互作。
【结论】
该研究成功构建了具有"智能"释药特性的抗结核纳米武器。Lfcin-Nio通过三重机制发挥作用:1) pH触发释放增强胞内药物蓄积;2) 补体激活促进膜攻击复合物形成;3) IGF1R/TRAF6信号轴重塑巨噬细胞炎症反应。特别值得注意的是,该制剂对耐药菌株的潜在效果及与传统药物的协同作用,为缩短结核疗程提供了可能。研究首次揭示乳铁蛋白肽通过补体C6调控固有免疫的新机制,为感染性疾病治疗开辟了纳米免疫协同治疗新思路。
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