巨噬细胞仿生纳米粒协同增强胞葬作用与胆固醇外排以延缓动脉粥样硬化进展

《Bioactive Materials》：Synergistic enhancement of efferocytosis and cholesterol efflux via macrophage biomimetic nanoparticle to attenuate atherosclerosis progression

本研究针对动脉粥样硬化斑块中凋亡细胞清除障碍和胆固醇代谢失衡的核心问题，开发了负载视黄酸的巨噬细胞膜仿生脂质体（R@MLP）。通过阻断CD47-SIRPα"别吃我"信号通路增强胞葬作用（efferocytosis），同时激活LXR-ABCA1/ABCG1通路促进胆固醇外排，双管齐下改善斑块炎症微环境。动物实验表明R@MLP能精准靶向动脉斑块，使动脉粥样硬化斑块面积减少68.4%，为抗炎性动脉粥样硬化治疗提供了新型纳米治疗策略。

　　

在心血管疾病领域，动脉粥样硬化始终是心肌梗死和脑卒中的主要元凶。这种慢性炎症疾病的本质是动脉血管壁内脂质和凋亡细胞的异常堆积，形成不稳定的斑块结构。尽管他汀类药物等降脂疗法取得了显著进展，但心血管事件的发生率依然居高不下，这促使研究人员将目光转向针对炎症微环境的治疗策略。

其中，巨噬细胞对凋亡细胞的清除能力——即胞葬作用（efferocytosis）的缺陷，被认为是加剧斑块炎症的关键因素。在健康状态下，巨噬细胞能高效识别并吞噬凋亡细胞，维持组织稳态。然而在动脉粥样硬化斑块中，凋亡的泡沫细胞表面CD47分子异常高表达，通过与巨噬细胞表面的SIRPα受体结合，发出"别吃我"信号，严重阻碍了胞葬作用的进行。更棘手的是，这些凋亡的泡沫细胞含有大量胆固醇，被巨噬细胞吞噬后会造成细胞内脂质超载，反而进一步抑制其清除功能，形成恶性循环。

针对这一难题，复旦大学附属中山医院葛均波院士团队在《Bioactive Materials》上发表了一项创新研究。他们设计了一种负载视黄酸的巨噬细胞膜仿生脂质体（R@MLP），通过双重机制协同增强巨噬细胞功能：一方面利用膜表面的SIRPα竞争性阻断凋亡细胞上的CD47，解除"别吃我"信号抑制；另一方面通过释放的视黄酸激活LXR信号通路，上调胆固醇转运蛋白ABCA1和ABCG1的表达，促进胆固醇外排。这种"开源节流"的策略有效解决了胞葬作用与胆固醇代谢的平衡问题。

研究人员采用了一系列先进技术方法开展本研究：通过薄膜水化法和挤出法制备载药脂质体核心；采用差速离心法分离巨噬细胞膜并通过机械共挤出技术构建仿生纳米系统；利用ApoE^-/-小鼠高脂饮食模型构建动脉粥样硬化动物模型；采用体外Transwell模型评估纳米颗粒内皮穿透能力；通过共聚焦显微镜和流式细胞术定量分析胞葬效率；使用BODIPY标记胆固醇动态监测胆固醇外流过程；借助Western blot和qRT-PCR分析关键蛋白和基因表达变化；通过组织切片染色（H&E、Masson、Oil Red O、TUNEL）评估斑块形态和组成。

3.1. Preparation, characterization, and CD47 blocking efficiency of R@MLP

研究人员成功构建了四种纳米颗粒：普通脂质体（LP）、巨噬细胞膜仿生脂质体（MLP）、SIRPα敲低的巨噬细胞膜仿生脂质体（MLPKD）以及负载视黄酸的SIRPα敲低巨噬细胞膜仿生脂质体（R@MLPKD）。表征结果显示所有纳米颗粒粒径均在100-120nm之间，分散性良好，视黄酸包封率达80.11%。Western blot证实MLP和R@MLP保留了SIRPα蛋白，而MLPKD和R@MLPKD中SIRPα表达显著降低。功能实验表明MLP和R@MLP能有效阻断凋亡细胞表面的CD47，为增强胞葬作用奠定基础。

3.2. Targeting ability of R@MLP in vitro and in vivo

靶向性研究表明，巨噬细胞膜仿生纳米粒凭借膜表面的CCR2、CD18等黏附分子，能特异性结合炎症激活的内皮细胞表面ICAM-1，并有效穿越内皮屏障。在ApoE^-/-小鼠模型中，DiD标记的R@MLP主要富集在动脉粥样硬化斑块区域，而在心、肝、脾、肺、肾、脑等组织中分布较少，显示出良好的靶向特异性。

3.3. Promoting efferocytosis and cholesterol efflux in vitro

体外功能实验证实，R@MLP处理能显著增强巨噬细胞对凋亡泡沫细胞的吞噬清除能力，同时促进胆固醇外排。流式细胞术分析显示R@MLP组胞葬效率最高，且巨噬细胞向抗炎表型（CD206⁺）极化。Western blot和共聚焦显微镜观察表明，R@MLP中的视黄酸能激活LXRα核转位，上调ABCA1和ABCG1表达，使胆固醇外排率提高至77.98%，显著高于其他组别。

3.4. Anti-atherosclerosis efficacy by R@MLP

动物治疗实验显示，R@MLP治疗使主动脉斑块面积减少至16.81%（PBS组为55.02%），斑块稳定性显著改善：胶原含量增加，纤维帽厚度增厚（22.17μm vs 4.53μm），坏死核心面积减小（14.68% vs 46.68%）。值得注意的是，R@MLP治疗不影响小鼠体重和血脂水平，说明其作用机制主要针对斑块局部微环境而非全身脂质代谢。

3.5. Promoting efferocytosis and cholesterol efflux in vivo

组织学分析进一步验证了R@MLP的治疗机制：TUNEL染色显示R@MLP组斑块内凋亡细胞碎片减少，巨噬细胞关联的凋亡碎片比例增加；Western blot证实主动脉组织中ABCA1和ABCG1表达上调；转录组测序分析表明差异表达基因主要富集在内吞作用和胆固醇外排相关通路，促炎因子表达下降而抗炎因子表达上升。

3.6. Biocompatibility of R@MLP

生物相容性评价显示，R@MLP注射后主要器官未见明显形态学改变，血浆IL-1β和TNF-α水平无显著升高，表明该纳米系统具有良好的安全性。

研究结论与讨论部分强调，R@MLP通过协同阻断CD47-SIRPα轴和促进胆固醇外排，实现了"1+1>2"的治疗效果。这种双管齐下的策略有效破解了动脉粥样硬化治疗中的难题：单纯的胞葬作用增强会导致巨噬细胞脂质超载，而单纯的胆固醇外排促进则无法解决凋亡细胞清除障碍。R@MLP使巨噬细胞既能高效清除凋亡细胞，又能及时排出多余胆固醇，从而转向抗炎表型，减轻斑块炎症。

该研究的创新之处在于巧妙利用天然巨噬细胞膜的靶向功能和信号调控能力，结合视黄酸的代谢调节作用，构建了一种仿生治疗系统。与传统的抗体阻断策略相比，这种纳米 approach 具有多重优势：既能避免全身性免疫激活风险，又能实现多重机制协同治疗。更重要的是，巨噬细胞膜仿生设计使纳米颗粒能天然靶向炎症部位，提高了治疗精准度。

研究人员也指出，由于巨噬细胞的胆固醇外排对全身脂质清除贡献有限，R@MLP仍需与全身性降脂疗法联合使用。此外，供体巨噬细胞膜的批次差异性可能影响纳米颗粒的一致性和稳定性，未来需要建立严格的质量控制标准。团队下一步计划在大型动物动脉粥样硬化模型中验证R@MLP疗效，并探索基于导管的局部给药方式，以最大化斑块内药物暴露同时最小化全身副作用。

这项研究为动脉粥样硬化治疗提供了新思路：通过纳米技术模拟天然细胞功能，协同调控免疫和代谢双重机制，为复杂疾病治疗提供了新范式。这种抗炎与调脂相结合的治疗策略，不仅适用于动脉粥样硬化，也为其他慢性炎症性疾病治疗提供了借鉴，具有重要的临床转化价值。