靶向沉默TWIST1抑制铁死亡减轻慢性肾脏病进展的ROS响应性纳米递送策略

《Journal of Nanobiotechnology》：CRISPR screening identifies TWIST1 as a ferroptosis driver in CKD progression

## 摘要### 引言慢性肾脏病（CKD）缺乏针对其根本病理机制的有效治疗干预手段。TWIST1 是一种基本螺旋-环-螺旋转录因子，是肾脏纤维化发病机制中的关键调控因子。### 方法我们利用全基因组 CRISPR-Cas9 筛选阐明了 TWIST1 在铁死亡中的作用，并探究了一种炎症响应性脂质纳米颗粒（LTH-TK-LNP，一种靶向 Kim-1 的活性氧响应性脂质纳米颗粒平台，能特异性地在炎症肾脏组织中释放靶向 TWIST1 的 si-RNA）在 CKD 小鼠模型中的影响。### 结果CRISPR-Cas9 筛选显示，TWIST1 在缺氧条件下显著上调，并通过抑制氧化磷酸化驱动铁死亡，导致线粒体功能障碍、脂质过氧化以及活性氧的积累。体外和体内研究均表明，与未修饰的纳米颗粒相比，LTH-TK-LNP 对受损肾脏具有更优的靶向性。在 CKD 小鼠模型中，LTH-TK-LNP 治疗显著降低了 TWIST1 表达，减轻了肾小管损伤和间质纤维化，抑制了脂质过氧化和炎症因子的表达，并保持了线粒体完整性。安全性评估显示，在 14 天的观察期内未发现肝毒性或肾毒性的证据。### 结论本研究确定了 TWIST1 作为连接慢性肾脏病进展过程中肾小管上皮细胞代谢功能障碍与铁死亡的关键调控因子的作用。此外，我们揭示了靶向 TWIST1 的显著治疗潜力，并为肾脏靶向递送策略奠定了临床前基础。### 图形摘要LTH-TK-LNP 纳米平台用于靶向递送 si-TWIST1 治疗慢性肾脏病的示意图。LTH-TK-LNP 通过共孵育和挤压法使用 ROS 响应性、Kim-1 靶向脂质（DSPE-TK-PEG-LTHVVWL）和标准脂质成分组装而成。静脉注射后，纳米颗粒特异性地积聚在受损的肾小管中。释放的 si-TWIST1 沉默 TWIST1 表达，恢复氧化磷酸化和线粒体功能。这种代谢重编程减少了 ROS 积累和脂质过氧化，最终抑制铁死亡并减轻肾纤维化。