搭载于仿生酵母微胶囊的AntagomiR-155通过抑制M1样巨噬细胞缓解动脉粥样硬化

《Materials Today Bio》:AntagomiR-155 hitchhiking on biomimetic yeast microcapsules alleviate atherosclerosis by inhibiting M1-like macrophages

【字体: 时间:2026年07月20日 来源:Materials Today Bio 11.0

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  动脉粥样硬化的进展由斑块巨噬细胞的塑性驱动,使得抑制M1样巨噬细胞极化成为极具前景的治疗目标。虽然抑制M1调节因子microRNA-155(miR-155)是可行策略,但其临床应用受限于全身生物利用度不足及脱靶器官损伤。研究人员开发了YC/ANM-155,一种

  
动脉粥样硬化的进展由斑块巨噬细胞的塑性驱动,使得抑制M1样巨噬细胞极化成为极具前景的治疗目标。虽然抑制M1调节因子microRNA-155(miR-155)是可行策略,但其临床应用受限于全身生物利用度不足及脱靶器官损伤。研究人员开发了YC/ANM-155,一种口服递送的仿生系统,利用酵母微胶囊(YC)将AntagomiR-155(ANM-155)特异性转运至主动脉斑块。该靶向策略在减轻动脉粥样硬化负荷方面表现出优于游离ANM-155的功效。机制上,该处理抑制局部miR-155表达,抑制M1样巨噬细胞极化,并在病变及全身水平下调关键促炎细胞因子。互补的体外研究表明,miR-155抑制减少了M1样巨噬细胞极化并减弱了炎症活化。该制剂在模拟胃肠条件下显示出改善的稳定性,且在当前实验设置下具有良好的生物安全性。总之,研究结果表明,酵母介导的miRNA拮抗物口服递送可作为基于RNA的动脉粥样硬化(AS)治疗的有前景的临床前策略,并值得在更大规模的临床前模型中进一步评估。
研究背景方面,动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是一种以动脉壁脂质沉积、持续炎症和纤维斑块形成为特征的慢性心血管疾病,是全球死亡率的主要成因。现有治疗手段如他汀类药物、抗血小板药物及血运重建在调控斑块内炎症微环境方面效果有限,且存在不耐受、再狭窄等风险。巨噬细胞在AS进展中起关键作用,其向M1样极化会加剧炎症并促进斑块不稳定。MicroRNA-155(miR-155)是调控巨噬细胞功能的关键分子,抑制miR-155可减少斑块形成,但系统性给药的AntagomiR-155(ANM-155)存在全身分布导致的脱靶毒性和口服易被降解的问题。因此,研究人员旨在开发一种口服、靶向且能保护核酸药物的递送系统,利用酵母微胶囊(Yeast microcapsules,YC)搭载ANM-155(即YC/ANM-155),以实现对主动脉斑块的特异性递送并抑制M1样巨噬细胞相关的炎症进展。该论文发表在《Materials Today Bio》。
研究人员为开展研究用到的主要关键技术方法包括:制备YC并通过聚醚酰亚胺(Polyethylenimine,PEI)静电吸附装载ANM-155构建YC/ANM-155体系,利用动态光散射及电镜进行理化表征;采用模拟胃肠pH转换环境评估稳定性与释放行为;使用ApoE?/?小鼠西方饮食诱导AS模型进行口服灌胃干预,结合活体成像评估YC在主动脉病变的靶向蓄积;通过脂多糖(LPS)刺激的RAW 264.7巨噬细胞模型及小鼠主动脉组织,利用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)、蛋白质印迹法(Western blot)、酶联免疫吸附测定(ELISA)及双荧光素酶报告实验分析miR-155、SOCS1、M1标志物iNOS及炎性因子表达;通过组织学染色(H&E、油红O、Masson三色)量化斑块面积与成分,并结合血清生化与器官病理评估生物安全性。
研究结果部分,研究人员通过多项实验得出以下结论:
3.1. Preparation and characterization of the YC/ANM-155,研究人员通过优化YC、PEI与ANM-155质量比成功构建YC/ANM-155,粒径由3909.3±389.5 nm增至4492.3±44.3 nm,电位维持在轻微负电性,TEM显示YC内部被电子致密物质填充。该制剂在4℃储存14天保持形态与荧光信号,RNA完整性及抑制miR-155功能稳定性优于游离ANM-155;在模拟胃肠pH下呈pH依赖性缓释,酸性条件(pH 1.2)释放慢,近中性(pH 6.8、7.4)释放加快,利于保护核酸并后续释放。
3.2. Targeted accumulation of orally administered YC in aortic lesions of mice,研究人员对ApoE?/?小鼠口服DiR标记的YC,离体成像显示DiR/YC组在主动脉粥样硬化斑块处荧光信号显著强于游离DiR组,且主要脏器分布无显著差异,表明口服YC能特异性富集于主动脉病变部位。
3.3. YC/ANM-155 modulates macrophage inflammatory responses In vitro,研究人员在LPS刺激的RAW264.7细胞中发现,YC/ANM-155将上调约3倍的miR-155恢复至基线,使M1标志物iNOS的mRNA和蛋白水平分别降低超90%和60%,并显著下调IL-1β、IL-6、TNF-α的mRNA与分泌量,抑制NLRP3炎症小体及相关蛋白,证实其在体外抑制M1极化与炎症。
3.4. SOCS1 is a direct target of miR-155-5p,研究人员通过生物信息学预测与双荧光素酶报告实验验证SOCS1是miR-155-5p的直接靶点(WT报道质粒活性显著降低,Mut无变化)。过表达miR-155降低SOCS1蛋白并升高p-p65,而ANM-155处理则反向调节,支持miR-155-5p/SOCS1轴与NF-κB炎症调控相关。
3.5. YC/ANM-155 suppresses atherosclerosis progression in ApoE?/? mice,研究人员对西方饮食喂养的ApoE?/?小鼠干预后发现,YC/ANM-155显著减轻主动脉弓肉眼斑块负荷,降低主动脉根部斑块面积与油红O阳性脂质沉积面积,对胶原含量无显著影响,且体重增长与其余模型组相当,表明其有效抑制体内AS进展。
3.6. YC/ANM-155 alleviates atherosclerosis by targeting miR-155-mediated macrophage polarization and inflammatory responses In vivo,研究人员检测发现AS小鼠主动脉miR-155升高约30倍,YC/ANM-155将其下调约50%,同时降低iNOS表达,减少主动脉组织IL-1β、IL-6、TNF-α的mRNA水平,并显著降低血清中这些促炎细胞因子浓度,证明口服YC/ANM-155能在病变局部及全身抑制miR-155依赖的M1极化与炎症。
3.7. Biosafety evaluation of YC/ANM-155,研究人员评估显示各治疗组心肝脾肺肾组织架构正常,轻度肝脏脂肪变性与西方饮食相关而非制剂导致;血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、尿素氮(BUN)、肌酐(Crea)与正常对照组无显著差异;治疗浓度24小时内细胞活力可接受,48小时下降;优化配方PEI含量可控,未见明显体内外安全警示。
讨论部分总结,研究人员指出AS是涉及巨噬细胞与NF-κB等通路的慢性炎症病,现有疗法缺乏病变特异性。YC/ANM-155通过口服递送ANM-155至斑块,抑制miR-155及M1极化,下调TNF-α、IL-6、IL-1β,在体内外缓解AS。YC提供胃肠保护、pH依赖缓释及病变富集,优化后PEI毒性可控,YC本身β-葡聚糖可能有抗炎协同。研究存在局限:仅在小鼠模型验证,需大动物与GLP毒理研究;SOCS1下游因果未完全阐明;重复给药致抗酵母抗体升高需长期评估;体重增长需代谢参数佐证。总体而言,YC介导的miRNA拮抗物口服递送是具前景的RNA基AS临床前策略。
结论部分原文翻译为:在本研究中,研究人员开发了一种用于动脉粥样硬化干预的口服可递送的基于RNA的递送系统(YC/ANM-155)。该系统利用酵母微胶囊通过PEI的静电相互作用封装ANM-155,实现YC介导的ANM-155递送至动脉粥样硬化病变。实验评估显示,YC/ANM-155抑制miR-155表达,抑制M1样巨噬细胞极化,并在体外和体内减弱炎症反应。其治疗效果与减少斑块负荷和降低促炎细胞因子水平相关。这些发现表明,酵母介导的miRNA拮抗物的口服递送可作为基于RNA的动脉粥样硬化治疗的有前景的临床前策略,并值得在更大规模的临床前模型和更深层的机制研究中进一步评估。
要不要我帮你把这篇论文解读里的关键机制路径(miR-155-5p/SOCS1/NF-κB)整理成一段连贯的文字说明?
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