综述:靶向缺氧诱导因子1α增强移植物抗白血病效应:纳米治疗在慢性移植物抗宿主病中的应用

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  这篇综述系统阐述了缺氧诱导因子1α(HIF-1α)在慢性移植物抗宿主病(cGVHD)中的多维调控作用,提出通过智能纳米递送系统精准靶向HIF-1α通路,可同时抑制纤维化进展、维持肠道菌群平衡并保留移植物抗白血病(GVL)效应,为allo-HSCT后并发症治疗提供新范式。

  

缺氧诱导因子1α:cGVHD治疗的新靶点

慢性移植物抗宿主病(cGVHD)作为异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)后的致命并发症,其核心病理机制涉及供体免疫细胞对宿主组织的持续性攻击,引发慢性炎症、免疫耐受失调和多器官纤维化。当前糖皮质激素联合钙调磷酸酶抑制剂的治疗方案对进行性纤维化并发症效果有限,且长期免疫抑制会增加感染风险。缺氧诱导因子1α(HIF-1α)作为细胞适应缺氧微环境的关键调控因子,通过协调免疫代谢稳态、抑制纤维化、维持肠道菌群平衡和保留移植物抗白血病(GVL)效应,展现出独特的治疗优势。

HIF-1α的结构与生理功能

HIF-1α是由HIF1A基因编码的826个氨基酸蛋白,属于bHLH/PAS超家族。其N端含有DNA结合必需的bHLH结构域和介导异源二聚化的PAS结构域,C端则包含两个转录激活域(TAD-N和TAD-C)。在常氧条件下,脯氨酰羟化酶(PHDs)介导的羟基化会触发VHL依赖的泛素化降解。HIF-1α通过上调BCL-2家族蛋白抑制细胞凋亡,激活IGF-2/IGF-1R等促有丝分裂通路,并调控促炎因子(IL-1β、TNF-α、IL-6)的产生,将缺氧与慢性炎症和自身免疫病理联系起来。

HIF-1α与免疫调控网络

T细胞:HIF-1α通过RORγt驱动Th17分化,同时增强Treg细胞的抑制能力。在慢性感染和肿瘤微环境中,HIF-1α调控T细胞耗竭过程,线粒体功能障碍导致的α-酮戊二酸水平降低会抑制PHD活性,稳定Tpex细胞中的HIF-1α,驱动其向终末耗竭T细胞转化。
B细胞:HIF-1α缺失会损害IL-10的产生,而STAT3磷酸化与HIF-1α协同调控IL-10表达。在类风湿关节炎中,HIF-1α直接结合IL6启动子增强其转录。
巨噬细胞:HIF-1α通过PKM2轴促进M1极化,放大炎症反应。LPS诱导的三羧酸循环中断导致琥珀酸积累,直接抑制PHD活性并稳定HIF-1α,形成正反馈循环。
树突状细胞:乳酸介导的HIF-1α稳定诱导NDUFA4L2表达,抑制线粒体ROS产生,进而抑制XBP1依赖性自身免疫T细胞反应。
自然杀伤细胞:HIF-1α通过IL-18/NF-κB轴抑制NK细胞的肿瘤监视功能,而IL-15通过STAT3介导的HIF-1α稳定维持NK细胞稳态。

HIF-1α与肠道微生态

短链脂肪酸(SCFAs)通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性和铁螯合作用稳定HIF-1α。移植后供体T细胞诱导的肠上皮细胞损伤会破坏氧化磷酸化,增加管腔氧含量并 destabilize HIF-1α。肠上皮特异性HIF-1α敲除小鼠表现出加重的急性GVHD,凸显其在屏障维持和免疫调节中的关键作用。

HIF-1α与组织纤维化

在肾脏纤维化中,HIF-1α通过LOXL2/Twist/Bmi1介导上皮-间质转化(EMT);肺纤维化中,PLOD2和LOXL2的上调改变胶原交联和纤维纳米结构;肝脏纤维化中,HIF-1α/IL-6/IL-17A轴驱动肝星状细胞活化;皮肤纤维化中,HIF-1α/VEGF轴促进内皮-间质转化和胶原过度沉积。

HIF-1α与抗白血病效应

在急性淋巴细胞白血病(ALL)中,DFO通过ROS/HIF-1α轴抑制肿瘤生长;慢性淋巴细胞白血病(CLL)的CXCL12/CXCR4轴上调TP53缺陷细胞中的HIF-1α;急性髓系白血病(AML)中,HIF-1α过表达与t(8;21)、NPM1突变等不良遗传异常相关;慢性髓系白血病(CML)中,HIF-1α通过BCR-ABL和Met通路驱动酪氨酸激酶抑制剂耐药。

靶向HIF-1α的纳米治疗策略

siRNA递送系统:2-硝基咪唑修饰的聚乙烯亚胺复合物(bPEI1.8k-C6)实现氧张力依赖性siRNA释放;
抗氧化纳米疗法:纳米脂质体包裹的鞣花酸同时抑制HIF-1α活性和化疗肝毒性;
HSP90抑制平台:纳米卟啉胶束联合光热/光动力疗法协同抑制HIF-1α;
HDAC抑制策略:SAHA纳米凝胶降低HIF-1α水平并增强光动力疗效;
p300靶向:YC-1脂质体破坏HIF-1α/p300相互作用;
HRE结合干扰:纳米脂质体化Echinomycin阻断转录激活;
植物化学纳米疗法:小檗碱-氧化铁纳米复合物诱导蛋白酶体依赖性HIF-1α降解。

挑战与展望

尽管HIF-1α靶向治疗在cGVHD中展现出"一靶多效"的优势,但过度抑制可能影响正常缺氧适应功能。智能响应型纳米载体(如缺氧触发释药)、联合靶向(如PD-1/CTLA-4)以及类器官模型筛选将是未来发展方向。整合精准医学与纳米技术,有望为这一难治性疾病开辟治疗新范式。

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