靶向递送CEBPE的软骨亲和性脂质纳米颗粒通过阻断CEBPE-LTF-STAT3正反馈环路高效治疗软骨终板退变

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Materials Today Bio 8.7

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  为解决椎间盘退变(IVDD)中软骨终板(CEP)功能失调导致的炎症、细胞外基质(ECM)降解和钙化问题,南昌大学第二附属医院团队通过构建软骨靶向脂质纳米颗粒(CAP-Lipo@CEBPE),首次揭示了转录因子CEBPE通过调控乳铁蛋白(LTF)表达抑制JAK2/STAT3信号通路的正反馈机制。该研究不仅阐明了CEBPE-LTF-STAT3轴在CEP退变中的核心作用,还为IVDD的靶向治疗提供了新型递送策略,成果发表于《Materials Today Bio》。

  

研究背景
颈腰痛是全球致残的首要原因之一,而椎间盘退变(IVDD)是其主要的病理基础。作为无血管组织,椎间盘(IVD)依赖软骨终板(CEP)进行营养交换,但CEP退变引发的炎症、ECM降解和钙化会加速IVDD进程。尽管已有研究关注CEP的病理机制,但关键调控因子和治疗策略仍不明确。

研究设计与方法
南昌大学第二附属医院团队通过临床样本分析(15例对照与15例退变CEP组织)和体外实验,结合ChIP-seq、双荧光素酶报告基因等技术,筛选出转录因子CEBPE的核心作用。随后构建软骨靶向脂质纳米颗粒(CAP-Lipo@CEBPE),通过尾静脉注射治疗大鼠IVDD模型,并采用μCT、MRI和组织学评估疗效。

研究结果

  1. CEBPE在退变CEP中表达下调
    临床样本显示退变CEP中CEBPE mRNA和蛋白水平显著降低,且与炎症标志物(IL-1β、TNF)呈负相关。

  2. CEBPE缺失加剧EPCs退变
    siRNA沉默CEBPE后,EPCs的ECM合成(Collagen II↓)减少、降解酶(MMP13↑)和钙化标记物(RUNX2、OPN↑)表达增加,Von Kossa染色证实钙结节形成。

  3. CEBPE-LTF-STAT3正反馈环路
    ChIP-seq和双荧光素酶实验证实CEBPE直接结合LTF启动子激活其转录,而LTF缺失会激活JAK2/STAT3通路;反之,STAT3磷酸化后结合CEBPE启动子抑制其表达,形成恶性循环。

  4. CAP-Lipo@CEBPE的靶向治疗
    粒径126.9 nm的CAP-Lipo@CEBPE通过静脉注射靶向CEP,显著恢复大鼠椎间盘高度(DHI↑),抑制ECM降解(Collagen II↑/MMP13↓)和钙化(RUNX2↓),且无全身毒性。

结论与意义
该研究首次揭示CEBPE-LTF-STAT3正反馈环路驱动CEP退变的机制,并创新性开发软骨靶向递送系统。CAP-Lipo@CEBPE通过阻断该环路延缓IVDD进展,为临床转化提供了兼具高效性和安全性的治疗策略。此外,转录组分析提示其可能通过调控细胞周期、IL-18信号等通路发挥作用,为后续研究指明方向。

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