MG1肽修饰脂质体递送AT-RvD1通过ANGPTL4-SUCLG1-丙酸轴重编程脊髓小胶质细胞有效蓄积并治疗神经病理性疼痛

《Materials Today Bio》：AT-RvD1 Liposomes Effectively Accumulate in Spinal Cord and Reprogram Microglia via ANGPTL4-SUCLG1-Propionate Axis for Treating Neuropathic Pain

神经病理性疼痛（neuropathic pain, NP）仍然是主要临床挑战，因为当前药物无法有效治疗其潜在病因，且这些药物的临床使用还存在成瘾等不良反应。因此，专门促消退介质（specialized pro-resolving mediators, SPMs）可能代表一种有前景的治疗策略。小胶质细胞（microglia）介导的神经炎症是NP发病机制的核心，但精确调控小胶质细胞极化的可行策略仍然缺乏。在此，研究人员揭示，阿司匹林触发的消退素D1（aspirin-triggered resolvin D1, AT-RvD1）通过一种新的ANGPTL4-SUCLG1-丙酸（propionate）轴促进小胶质细胞向抗炎和促修复状态转变，从而减轻NP小鼠模型中的神经炎症和痛觉超敏。为解决NP临床治疗中鞘内注射（intrathecal injection）侵入性的局限，研究人员开发了一种封装AT-RvD1的MG1肽修饰脂质体递送系统（AT-RvD1@Lipo-MG1）。该纳米平台的静脉给药能够有效且靶向地将AT-RvD1递送至脊髓小胶质细胞，在体内具有强效镇痛和抗炎作用以及良好的生物安全性。该研究阐明了一种AT-RvD1调控小胶质细胞极化的新机制，并提出了一种高度可转化的纳米治疗策略用于NP治疗。

神经病理性疼痛（neuropathic pain, NP）是由影响躯体感觉神经系统的病变或疾病引起的慢性难治性疼痛，临床表现为自发痛、痛觉过敏、异常性疼痛和感觉异常。现有治疗中，一线药物包括三环类抗抑郁药、加巴喷丁类和5-羟色胺-去甲肾上腺素再摄取抑制剂（serotonin-norepinephrine reuptake inhibitors, SNRIs），二线包括曲马多和局部治疗，三线包括强阿片类药物；但这些药物受剂量限制性不良反应、成瘾、滥用、心脏毒性和长期耐受性差等限制，疗效不理想。神经炎症是NP发生和维持的核心驱动因素，脊髓小胶质细胞异常激活是神经炎症级联的中心节点。小胶质细胞具有促炎（M1样）和抗炎/促修复（M2样）表型可塑性，因此调控小胶质细胞极化是NP干预的潜在策略。专门促消退介质（specialized pro-resolving mediators, SPMs）是内源性脂质介质，可终止炎症并恢复组织稳态。阿司匹林触发的消退素D1（aspirin-triggered resolvin D1, AT-RvD1）是SPMs成员，具有抗炎和促消退作用。研究人员此前发现AT-RvD1可减轻脊髓背角神经炎症和NP，但其调控小胶质细胞极化的分子机制不清。血管生成素样蛋白4（angiopoietin-like protein 4, ANGPTL4）连接脂代谢、炎症和组织重塑，在神经系统炎症中受到关注，但AT-RvD1是否通过ANGPTL4调控小胶质细胞极化尚未见研究。此外，AT-RvD1作为多不饱和脂质介质，体内快速代谢降解、局部有效暴露不足；鞘内注射侵入性强，不适合长期重复治疗。因此，研究人员提出AT-RvD1抑制ANGPTL4表达，促进小胶质细胞从促炎向抗炎/促修复状态转变，从而缓解NP；并开发MG1肽修饰脂质体（AT-RvD1@Lipo-MG1，A@Lipo-MG1）实现静脉靶向递送。该论文发表在《Materials Today Bio》。研究显示AT-RvD1通过ANGPTL4-SUCLG1-丙酸轴调控小胶质细胞极化，A@Lipo-MG1可有效蓄积于脊髓并重编程小胶质细胞，具有镇痛、抗炎和良好生物安全性。

关键技术方法：研究采用成年雄性C57BL/6J小鼠（6–8周，Jinan Pengyue）建立保留神经损伤（spared nerve injury, SNI）模型，并进行行为学、鞘内给药和口服丙酸钠干预；使用BV2小胶质细胞和HT-22神经元。分析手段包括qRT-PCR、Western blot、免疫荧光、ELISA、流式细胞术、Co-IP、DIA定量蛋白组学、IP-MS、GC-MS、LC-MS/MS、¹H-NMR、DLS、TEM、Transwell血脊髓屏障（blood-spinal cord barrier, BSCB）模型和小动物活体成像。GEO来源GSE634428数据集用于差异基因筛选。

研究结果：
3.1 AT-RvD1减轻SNI小鼠痛觉超敏和脊髓神经炎症：通过von Frey和丙酮实验，SNI小鼠机械痛阈（PWT）降低、丙酮评分升高，AT-RvD1逆转这些变化；通过Western blot和免疫荧光，AT-RvD1降低IL-6、IL-1β、iNOS、Iba1，并降低CD86、增加CD206，提示促进小胶质细胞向抗炎/促修复状态转变。
3.2 AT-RvD1在体外减弱促炎反应并调控小胶质细胞极化：通过CCK-8、脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）刺激BV2、Western blot、qRT-PCR、ELISA、流式和免疫荧光，AT-RvD1在小于200 nM无明显细胞毒，50 nM效果最强；抑制TNF-α、IL-6、IL-1β、iNOS，增加Arg-1，降低CD86、增加CD206。
3.3 AT-RvD1通过抑制Angptl4表达促进抗炎小胶质细胞极化并发挥镇痛作用：通过GEO数据集筛选、qRT-PCR、Western blot、免疫荧光、小干扰RNA（siRNA）、过表达质粒和腺相关病毒（AAV），发现LPS上调Angptl4，AT-RvD1抑制其表达；敲低Angptl4减少IL-6、IL-1β、iNOS；过表达加重炎症并削弱AT-RvD1效果；AAV-Angptl4逆转AT-RvD1镇痛和抗炎/极化调控。
3.4 AT-RvD1通过抑制Angptl4下调Suclg1表达：通过蛋白组学GSEA、GC-MS、IP-MS、分子对接、Co-IP和免疫荧光共定位，发现AT-RvD1调节丙酸代谢并增加脊髓丙酸；Suclg1为Angptl4结合伙伴；AT-RvD1抑制Angptl4后下调Suclg1；敲低Suclg1减少促炎因子，且阻断Angptl4过表达的促炎效应。
3.5 Angptl4通过泛素-蛋白酶体途径调控Suclg1降解：通过CHX、MG132、CQ、Co-IP和泛素化实验，发现Angptl4调控Suclg1蛋白稳定性而不影响mRNA；Suclg1经泛素-蛋白酶体降解，Angptl4沉默增加Suclg1多泛素化；丙酸钠联合AT-RvD1增强抗炎和镇痛；BV2-HT22共培养证明联合抑制微胶质-神经元炎症信号。
3.6 A@Lipo-MG1具有良好理化性质和高体外靶向能力：通过¹H-NMR、DLS、TEM、LC-MS、流式、荧光显微镜和Transwell BSCB模型，证实DSPE-PEG₂₀₀₀-MG1成功合成；A@Lipo-MG1粒径约70.95 nm，PDI小于0.3，zeta电位约-38.22 mV，球形，包封率约59.67%，缓释；MG1增强BV2摄取，A@Lipo-MG1浓度依赖性抗炎，并增强BSCB转运。
3.7 A@Lipo-MG1有效靶向脊髓小胶质细胞并降低体内炎症反应：通过IR780活体成像、离体脊髓成像、RhB与Iba1共定位、LC-MS/MS、Western blot、行为学、qRT-PCR、ELISA和安全性评价，发现A@Lipo-MG1增强脊髓蓄积和AT-RvD1递送，靶向Iba1⁺小胶质细胞，降低IL-6、IL-1β、TNF-α，缓解机械痛敏，且无明显肝肾毒性或器官病理损伤。

讨论部分总结：该研究证明AT-RvD1抑制Angptl4，减弱Angptl4对Suclg1的保护，促进Suclg1泛素化和蛋白酶体降解，影响脊髓微环境丙酸水平，促进小胶质细胞由促炎向抗炎/促修复转变，减轻神经炎症和痛觉超敏。Angptl4在炎症中具有背景依赖性双重作用；本研究中其在SNI脊髓中升高，过表达加重小胶质细胞炎症并削弱AT-RvD1疗效。Suclg1为丙酸代谢关键酶，本研究首次证明Angptl4与其直接互作并抑制其降解。丙酸具有抗炎作用，AT-RvD1增加脊髓丙酸水平。A@Lipo-MG1克服AT-RvD1体内快速降解和鞘内注射侵入性，静脉给药实现脊髓小胶质细胞靶向，增强抗炎镇痛效果且安全。局限包括未深入研究Angptl4抑制Suclg1降解的机制、未探索二者结合区域和位点、仅使用雄性小鼠、表型标志物有限、A@Lipo-MG1在大型动物中的长期药代动力学和安全性尚待评估。

研究结论翻译：本研究表明，AT-RvD1通过抑制Angptl4表达、降低Suclg1稳定性并调控下游炎症反应，增加脊髓丙酸水平并促进小胶质细胞向抗炎状态转变，从而减轻神经病理性疼痛中的痛觉超敏。此外，本研究中开发的A@Lipo-MG1递送平台能够将AT-RvD1精确递送至脊髓小胶质细胞，为神经病理性疼痛提供了一种具有潜在转化价值的治疗策略。总体而言，本研究不仅阐明了AT-RvD1的关键调控网络，也为神经病理性疼痛的干预提供了新的治疗靶点和见解。