枸杞源纳米囊泡-纤维蛋白凝胶通过抑制p38 MAPK/NF-κB p65通路修复心肌梗死后的心脏功能

本研究针对心肌梗死(MI)后心脏功能恢复的临床难题，创新性地开发了负载枸杞源纳米囊泡(GqDNVs)的纤维蛋白凝胶递送系统。研究人员通过多组学分析和体内外实验证实，GqDNVs-gel能显著改善小鼠生存率、心脏功能并减少纤维化，其作用机制是通过抑制p38 MAPK-NF-κB p65信号通路实现的。该研究首次揭示了植物源纳米囊泡在心血管修复中的多重治疗效应，为心肌梗死治疗提供了新策略。

　　

心血管疾病是全球范围内的主要健康威胁，其中心肌梗死(MI)更是导致心力衰竭和死亡的重要原因。尽管现代医学在急性心肌梗死治疗方面取得了显著进展，但长期心脏功能恢复仍面临巨大挑战。据统计，约13.6%的急性心肌梗死患者在发病30天内死亡，而10年内心力衰竭死亡率高达58.9%。这种严峻形势主要源于心肌细胞不可逆损伤和瘢痕组织形成，迫切需要开发新的治疗策略促进心肌再生修复。

华中科技大学同济医学院营养与食品卫生学系的研究人员在《Journal of Nanobiotechnology》发表了一项创新性研究，开发了一种基于枸杞源纳米囊泡(GqDNVs)的纤维蛋白凝胶递送系统，用于心肌梗死后的心脏修复。这项研究首次揭示了植物源纳米囊泡在心血管疾病治疗中的多重保护作用，为心肌再生医学提供了新思路。

研究人员采用的主要技术方法包括：通过蔗糖密度梯度离心法从新鲜枸杞中分离纯化GqDNVs；利用纳米颗粒追踪分析(NTA)和透射电镜(TEM)表征纳米囊泡特性；建立小鼠心肌梗死模型并通过超声心动图评估心功能；结合转录组学和蛋白质组学分析分子机制；采用免疫荧光和Western blotting检测关键信号通路蛋白表达；通过代谢组学分析心肌代谢变化。

制备与表征GqDNVs-gel递送系统

研究团队采用蔗糖密度梯度离心法从宁夏中卫产枸杞中分离出GqDNVs，纳米颗粒追踪分析显示其平均粒径为146.0±0.8 nm，浓度约1×10¹⁰颗粒/mL。透射电镜证实其具有典型的杯状形态。代谢组学分析鉴定出564种代谢物，主要包括游离脂肪酸(11%)、氨基酸及其衍生物(10%)、酚酸(8%)和糖类(7%)。特别值得注意的是，糖类靶向代谢组检测到15种糖类，其中含量最高的是蔗糖(1.24±0.16 mg/mL)、葡萄糖(0.15±0.04 mg/mL)和D-果糖(0.14±0.02 mg/mL)。扫描电镜显示纤维蛋白凝胶成功封装了GqDNVs，形成三维网络结构。

GqDNVs-gel促进心肌靶向递送

体外实验证实，经PKH26标记的GqDNVs可被HL-1心肌细胞有效摄取。体内成像显示，与直接注射相比，GqDNVs-gel能显著提高心脏部位的GqDNVs保留率，在给药24小时后仍维持较高浓度。这种递送系统解决了纳米囊泡血浆半衰期短、靶向性差的问题，为持续释放治疗成分提供了理想载体。

GqDNVs-gel的心肌保护作用

体外缺氧模型显示，GqDNVs-gel处理可显著提高HL-1细胞存活率，减少凋亡并促进增殖。关键凋亡指标Bax mRNA表达降低，Bcl-2/Bax比值升高，TUNEL阳性细胞减少，而增殖标志物Ki67和PCNA阳性细胞增加。这些结果证实GqDNVs是发挥治疗作用的主要成分，而纤维蛋白凝胶主要起载体和结构支持作用。

改善心肌梗死预后

小鼠心肌梗死模型显示，GqDNVs-gel治疗显著提高了14天生存率。超声心动图评估表明，治疗组左心室射血分数(LVEF)和短轴缩短率(LVFS)明显改善，左心室质量、舒张末期容积(LVEdV)和收缩末期容积(LVEsV)显著降低。组织学分析显示，治疗组梗死面积减小46%，梗死区壁厚增加32%，纤维化程度明显减轻。

多组学揭示作用机制

转录组和蛋白质组联合分析鉴定出44个差异表达的生物标志物，其中28个在基因和蛋白水平均下调。KEGG富集分析显示这些标志物主要富集于MAPK信号通路、糖尿病心肌病、松弛素信号通路和细胞凋亡等途径。关键差异基因包括Mapk14(p38 MAPK)、Tgfb2、Col1a1和Col3a1等。这些发现提示GqDNVs-gel主要通过抑制p38 MAPK信号通路发挥作用。

抑制p38-NF-κB p65通路

Western blotting证实GqDNVs-gel显著抑制了心肌梗死诱导的p38和p65蛋白磷酸化水平升高。免疫荧光显示治疗组心脏组织中磷酸化p38积累明显减少。体外实验进一步验证，使用p38特异性抑制剂SB 203580或GqDNVs-gel处理，均可减少缺氧诱导的心肌细胞凋亡并促进增殖，而p38激活剂DHC则产生相反效果。

调节心肌代谢谱

代谢组学分析发现，GqDNVs-gel干预显著影响了心肌代谢物组成，特别是甘油磷脂代谢和α-亚麻酸代谢途径。关键代谢物变化包括四肽Arg-Thr-Ile-Glu上调，可能参与能量代谢和肌肉恢复；而特异性N-甲基化磷脂酰乙醇胺PE-NMe(18:1(11Z)/16:0)下调，提示其可能参与心肌膜脂代谢失衡的调节。

这项研究首次系统阐述了枸杞源纳米囊泡在心肌修复中的多重治疗效应。GqDNVs-gel通过抑制p38 MAPK-NF-κB p65信号通路，减轻心肌细胞凋亡和过度纤维化，促进内源性修复，最终改善心脏功能。该递送系统结合了植物源纳米囊泡的多效性和纤维蛋白凝胶的缓释优势，为心肌梗死治疗提供了新思路。特别值得注意的是，研究发现GqDNVs能重塑心肌代谢微环境，调节脂质代谢途径，这为理解植物活性成分的心血管保护机制开辟了新视角。该研究成果不仅具有重要的科学意义，也为开发安全有效的心血管治疗策略提供了实践指导。