靶向Pannexin1通道的纳米抗体通过抑制ATP释放改善心脏缺血再灌注损伤

本研究针对心脏缺血再灌注(I/R)损伤缺乏特异性治疗药物的难题，开发了靶向Pannexin1(PANX1)通道的纳米抗体。研究人员通过体外实验验证了Nb1和Nb9两种纳米抗体能特异性抑制内皮细胞ATP释放并减少中性粒细胞粘附，在小鼠模型中证实Nb1可显著提高生存率(88% vs 对照组69%)，为心血管炎症性疾病提供了新型治疗策略。该成果发表于《Cell and Tissue Research》，为开发靶向离子通道的纳米抗体药物奠定了重要基础。

　　

当心脏因冠状动脉阻塞导致缺血时，及时恢复血流（再灌注）是挽救心肌的关键，但 paradoxically（矛盾的是）再灌注过程本身会引发更严重的损伤。这种被称为心脏缺血再灌注损伤（cardiac ischemia/reperfusion injury）的现象，目前临床仍缺乏特异性治疗手段。问题的核心在于再灌注时过度激活的炎症反应——Pannexin1(PANX1)通道介导的ATP释放会招募大量中性粒细胞，产生"呼吸爆发"释放活性氧，最终导致心肌细胞死亡。尽管现有药物如probenecid能抑制PANX1，但存在靶向性差、副作用大等缺陷。

来自瑞士日内瓦大学医学院病理与免疫学系（Department of Pathology and Immunology, Faculty of Medicine, University of Geneva）的研究团队另辟蹊径，利用骆驼科动物特有的纳米抗体（nanobodies）技术，成功开发出能精准靶向PANX1通道的抑制剂。这种仅由重链可变区构成的微型抗体（约15 kDa）具有组织穿透性强、稳定性高等优势。研究发现，其中Nb1纳米抗体不仅能有效阻断内皮细胞ATP释放，在小鼠心脏缺血再灌注模型中更使生存率从69%提升至88%，相关成果发表在《Cell and Tissue Research》上。

研究人员采用多学科技术手段开展系统研究：通过流式细胞术和免疫荧光验证纳米抗体与PANX1的特异性结合；利用低渗休克模型检测ATP释放抑制效率；建立中性粒细胞-内皮细胞粘附实验评估抗炎效果；采用Langendorff离体心脏灌流系统评价心脏功能；最后通过小鼠左冠状动脉前降支结扎模型进行体内验证。

【Nanobodies bind to Panx1 channels】通过流式细胞术证实，在表达PANX1的人内皮细胞EA.hy926上，Nb1和Nb9呈现浓度依赖性结合（Kd分别为387.9 nM和1.9 nM），而在缺乏PANX1的H9c2心肌样细胞上无结合信号。免疫荧光显示这两种纳米抗体能特异性识别PANX1的胞外结构域。

【Nanobodies block ATP release】低渗休克实验中，100 nM Nb1使内皮细胞ATP释放减少43.2%（P=0.019），Nb9抑制率达47.4%（P=0.018），且对PANX1阴性细胞无影响。乳酸脱氢酶（LDH）检测证实纳米抗体处理30分钟无细胞毒性。

【Reduce neutrophil adhesion】在肿瘤坏死因子α（TNFα）激活的内皮细胞模型中，Nb1和Nb9分别使中性粒细胞粘附减少64%以上，效果优于临床药物probenecid（27%抑制率）。实时定量PCR显示该过程伴随血管细胞粘附分子1（VCAM-1）表达下调。

【Langendorff perfusion】离体心脏功能实验显示，100 nM Nb1处理40分钟对左心室发展压（LVDP）、心率（HR）等参数无影响，而高亲和力的Nb9反而表现出心脏功能抑制趋势，提示纳米抗体的治疗效果并非单纯取决于结合亲和力。

【In vivo ischemia/reperfusion】最令人振奋的是体内实验：再灌注前5分钟静脉注射20 mg/kg Nb1，使小鼠24小时生存率从对照组的69%显著提高至88%（P<0.0001）。虽然梗死面积未见统计学差异，但Nb1组动物死亡均发生在术后1小时内，提示其可能通过稳定早期心电活动或减轻再灌注初始损伤发挥保护作用。

这项研究开创性地证明：靶向PANX1通道的纳米抗体可通过"双管齐下"的机制——既抑制ATP介导的炎症反应，又不干扰心脏生理功能——来对抗缺血再灌注损伤。特别值得注意的是，Nb1虽然亲和力较低，但体内效果优于高亲和力的Nb9，这为纳米抗体药物设计提供了新思路：并非结合越强效果越好，适度的结合动力学可能更有利于维持治疗窗口。该发现不仅为心血管疾病提供了新型候选药物，更建立了纳米抗体靶向离子通道的研究范式，对中风、急性肾损伤等其它PANX1相关疾病的治疗具有重要借鉴意义。未来研究可进一步解析Nb1保护作用的时间窗，并探索其与现有抗血小板药物联用的协同效应。