靶向神经干细胞外泌体递送青藤碱通过调控WNT5a/TRPV1通路改善糖尿病周围神经病变的机制研究

本研究针对糖尿病周围神经病变(DPN)缺乏疾病修饰疗法的临床困境，开发了ZH-1c适配体修饰的神经干细胞外泌体(NSC-EVs)负载青藤碱(SIN)的纳米递送系统ZH-1c-EVs@SIN。通过调控WNT5a/TRPV1信号轴促进小胶质细胞M2型极化，显著改善DPN小鼠的神经炎症和疼痛行为，为DPN治疗提供了新型靶向递送策略。

　　

糖尿病周围神经病变(DPN)作为糖尿病最常见的并发症之一，近半数患者深受其害，表现为慢性疼痛、感觉异常和神经功能损伤。当前治疗手段主要局限于症状缓解，对疾病进展的干预收效甚微。这种治疗困境的核心在于DPN复杂的发病机制——高血糖引发的代谢紊乱、氧化应激和持续神经炎症形成恶性循环，其中小胶质细胞介导的神经免疫失调尤为关键。传统药物如青藤碱(SIN)虽具抗炎潜力，却受限于生物利用度低和靶向性差的瓶颈。与此同时，WNT5a/TRPV1信号通路作为神经炎症调控的新兴靶点，其与DPN的关联机制尚待阐明。

针对这些科学难题，Ji Chen等研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表创新性研究，巧妙融合纳米技术和神经免疫调控策略。研究人员首先通过高通量测序锁定WNT5a/TRPV1通路的关键作用，进而构建ZH-1c适配体修饰的神经干细胞外泌体(NSC-EVs)，精准递送SIN至病变部位。这种"纳米导弹"不仅突破血神经屏障，更通过双重调控机制实现神经修复：一方面抑制促炎性M1型小胶质细胞活化，另一方面激活具有神经保护作用的M2型极化。研究首次揭示SIN通过WNT5a/TRPV1轴调控神经免疫微环境的新机制，为DPN的精准治疗提供全新范式。

关键技术方法包括：1) 建立STZ诱导的DPN小鼠模型，通过行为学测试评估机械痛阈和热痛敏；2) 从人诱导多能干细胞分化获得神经干细胞(NSCs)，超速离心法提取外泌体(NSC-EVs)；3) 采用EDC-NHS化学偶联将靶向CD64的ZH-1c适配体修饰于EVs表面；4) 纳米颗粒追踪分析(NTA)和透射电镜(TEM)表征纳米载体特性；5) 激光共聚焦显微镜观察外泌体胞吞效率；6) 流式细胞术和免疫荧光检测小胶质细胞表型转化；7) 背根神经节(DRG)神经元与原代小胶质细胞共培养体系评估神经保护效应。

治疗性SIN对DPN小鼠的作用

通过STZ诱导建立DPN小鼠模型，SIN治疗显著改善代谢指标：降低血糖(从28.6±3.2降至18.4±2.7 mmol/L)，提升胰岛素水平(1.2±0.3 vs 0.6±0.2 ng/mL)。行为学测试显示，SIN使机械痛阈(PWT)从2.1±0.3g升至6.8±0.5g，热痛潜伏期(PWL)从6.2±1.1s延长至12.5±1.8s。免疫荧光证实SIN减少脊髓中Iba-1⁺小胶质细胞浸润(减少62%)，同时增加表皮内PGP9.5⁺神经纤维密度(增加2.3倍)。

SIN通过WNT5a/TRPV1通路调控小胶质细胞极化

RNA测序鉴定出152个DPN相关差异基因和218个SIN响应基因，LASSO回归筛选出WNT5a和TRPV1为核心靶点。过表达TRPV1可抵消SIN的神经保护作用：在SIN+oe-TRPV1组，M1标志物CD86⁺细胞比例回升至41.2±3.5%(SIN组为22.7±2.8%)，而M2标志物CD206⁺细胞降至19.8±2.1%(SIN组为35.6±3.2%)。共培养实验显示，SIN处理使神经元凋亡率从HG组的38.5±4.2%降至14.7±2.6%，但TRPV1过表达后反弹至32.4±3.8%。

ZH-1c-EVs@SIN的构建与表征

NSC-EVs经NTA检测显示典型粒径(110±15 nm)，透射电镜呈现杯状形态。HPLC定量显示SIN载药量为0.24±0.03 μg/mg蛋白，包封率18%。ZH-1c修饰使外泌体zeta电位从-35±5 mV变为-42±7 mV。体外摄取实验显示，ZH-1c-EVs@SIN组荧光强度较未修饰组提高2.4倍，证实其靶向性增强。

纳米系统的治疗优势

在DPN模型中，ZH-1c-EVs@SIN展现出多重优势：1) 脊髓蓄积率达7.2%，是游离SIN的3.6倍；2) 使TNF-α水平降低67%(游离SIN仅降低38%)；3) DRG神经元突触长度增加55%(游离SIN仅增加25%)；4) 通过协同递送NSC-EVs内源性BDNF等神经营养因子，神经再生效率提升40%。组织学分析显示，该治疗使表皮神经纤维密度恢复至正常组的85%，显著优于传统治疗手段。

研究结论揭示，ZH-1c-EVs@SIN通过三重机制发挥治疗作用：1) 靶向递送增强SIN的生物利用度；2) 调控WNT5a/TRPV1通路平衡小胶质细胞表型；3) 利用NSC-EVs的固有神经修复功能。这种"药物-载体-靶点"三位一体的策略，不仅为DPN提供首个具有疾病修饰作用的纳米疗法，更开创了适配体工程化外泌体治疗神经病变的新方向。讨论部分特别指出，该平台技术可扩展应用于其他神经退行性疾病，如通过替换不同靶向适配体实现阿尔茨海默病中β淀粉样斑块的精准清除，具有广阔的临床转化前景。