GalNac修饰红细胞外囊泡靶向递送系统在肝病治疗中的突破性应用

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:International Journal of Environmental Health Research 2.2

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  本研究创新性地开发了GalNac修饰的红细胞外囊泡(RBC-EVs)靶向递送系统,通过结合三触角N-乙酰半乳糖胺(GalNac)与去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)的高亲和力特性,实现了对肝细胞的精准靶向。该系统可同时递送miR-155反义寡核苷酸(ASO)和PARP-1抑制剂PJ34等治疗分子,在急性肝衰竭(ALF)、非酒精性脂肪肝(NAFLD)和肝细胞癌(HCC)模型中显著抑制PANoptosis(凋亡/焦亡/坏死性凋亡)、改善脂代谢紊乱并抑制肿瘤生长,且未观察到明显毒性,为肝病精准治疗提供了新策略。

  

GalNac-RBC-EVs的构建与靶向验证
研究团队通过钙离子载体诱导法从O型血健康供体红细胞中提取外囊泡(RBC-EVs),经透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)证实其具有典型双凹盘状结构(直径144.4±48.0 nm),并高表达TSG101、Alix等EV标志蛋白。通过胆固醇锚定将GalNac-miRNA复合物修饰于囊泡膜表面,流式细胞术和免疫荧光证实修饰后的GalNac-RBC-EVs可通过ASGPR介导的内吞作用特异性靶向肝细胞,在-80°C保存6个月后仍保持稳定性。

ALF治疗:抑制PANoptosis三重死亡通路
在D-GalN/LPS诱导的急性肝衰竭模型中,RBC-EVs/GalNac-miR-155-ASO组较游离GalNac-miR-155-ASO组显著降低肝组织miR-155表达(P<0.001),血清ALT/AST水平下降超过50%。机制研究发现该治疗可同步抑制:

  1. 焦亡通路:下调NLRP3炎症小体活性及GSDME表达(P<0.0001)
  2. 凋亡通路:降低cleaved caspase-3/7/8和Bax/Bcl-2比值(P<0.0001)
  3. 坏死性凋亡:抑制RIP1/RIP3/MLKL磷酸化(P<0.0001)
    关键调控节点ZBP1的表达量减少82%,证实其通过多途径协同保护肝细胞。

NAFLD治疗:PARP-1抑制改善脂代谢
高脂饮食模型中,电穿孔法负载PJ34的GalNac-RBC-EVs(载药量5μg PJ34/100μg EVs)使肝组织PARP-1活性降低67%。治疗组呈现:
• 血清指标:TG(1.2→0.6 mmol/L)、LDL(3.1→1.8 mmol/L)显著下降(P<0.0001)
• 病理改善:油红O染色显示脂滴数量减少73%,Masson染色显示胶原沉积减少58%
• 机制特征:恢复脂肪酸氧化相关基因PPARα、CPT1α表达

HCC治疗:Rab7沉默增强药物蓄积
创新性构建的RBC-EVs/GalNac-Rab7-siRNA/PJ34三合一系统通过:

  1. Rab7敲除(效率69.5%)阻断溶酶体融合,延长PJ34胞内滞留时间
  2. 协同抑制PARP-1/CD36轴,使Hepa1-6细胞凋亡率提升至38.7%
  3. 体内实验显示肿瘤体积缩小81%(P<0.0001),且无骨髓抑制等副作用

安全性评估与转化潜力
28天毒性试验显示:
• 主要器官组织学评分与对照组无差异(P>0.05)
• 血液学参数(WBC/RBC/PLT)保持稳定
该平台兼具红细胞囊泡的天然生物相容性与GalNac的精准靶向性,单次给药可实现72小时持续释放,为临床转化提供重要依据。未来需在灵长类模型中验证其长期安全性,并探索双特异性配体改造等优化策略。

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