《BIOMATERIALS RESEARCH》：Acid-Responsive Zeolitic Imidazolate Framework-8 Core–Shell Nanovesicles Loaded with Interleukin-2 Nanoplatforms Selectively Expand Regulatory T Cells to Reconstruct Immunometabolic Homeostasis in Diabetic Neuropathy
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本研究提出一种针对糖尿病周围神经病变（DPN）的纳米治疗策略，即开发聚酰亚胺（PI）包被的沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）核壳纳米囊泡负载白细胞介素-2（MOF@PI-IL2），用于炎症微环境响应性递送IL-2并相对优先激活调节性T细胞（Treg细胞）。鉴于D
本研究提出一种针对糖尿病周围神经病变（DPN）的纳米治疗策略，即开发聚酰亚胺（PI）包被的沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）核壳纳米囊泡负载白细胞介素-2（MOF@PI-IL2），用于炎症微环境响应性递送IL-2并相对优先激活调节性T细胞（Treg细胞）。鉴于DPN以慢性神经炎症和免疫失调为特征，伴随Treg细胞数量与功能受损，所构建的工程化纳米颗粒促进Treg细胞扩增与免疫代谢重编程，同时抑制CD8+ T细胞细胞毒性。通过多组学整合、生物矿化合成、炎症模型及DPN小鼠实验的综合评价，该系统表现出良好的理化性质与生物分布。MOF@PI-IL2治疗显著改善电生理参数与结构性神经功能。叉头框蛋白P3（Foxp3）敲低实验确认治疗效果依赖于Treg细胞。多组学分析进一步提示治疗部分纠正短链脂肪酸与色氨酸代谢紊乱，并与“代谢–IL-2应答–Treg细胞模块”内相关性的重建相关。本工作为DPN提供一种炎症微环境响应且可转化的Treg细胞靶向纳米免疫治疗策略，同时拓展通过免疫代谢调控治疗慢性炎症疾病的概念框架。
研究背景：糖尿病周围神经病变（DPN）是糖尿病常见慢性并发症，临床以感觉丧失、疼痛、运动障碍等表现为主，现有治疗多聚焦降糖、神经营养与镇痛，缺乏针对慢性低度神经炎症与免疫失调等致病机制的疾病修饰手段。DPN中调节性T细胞（Treg细胞，表达转录因子Foxp3，分泌IL-10与TGF-β发挥免疫抑制）数量与功能因高血糖、氧化应激及促炎微环境而受损；低剂量白细胞介素-2（IL-2）可选择性扩增Treg细胞，但体内稳定性差、半衰期短且全身给药易非特异性激活免疫。金属有机框架（MOF）尤其ZIF-8具备高比表面积、pH响应与可调载药优势，聚酰亚胺（PI）包被可提升稳定性并实现刺激响应释放；DPN病灶呈弱酸性炎症微环境，可作为内源性触发信号。基于此，研究人员构建MOF@PI-IL2核壳纳米囊泡，实现炎症微环境响应性IL-2递送与Treg细胞功能恢复。
主要关键技术方法：研究人员采用生物矿化法合成IL-2@ZIF-8核心，经界面缩聚形成PI壳层制得MOF@PI-IL2；以八周龄雄性C57BL/6J小鼠经链脲佐菌素诱导DPN模型（血糖>16.7 mmol/L，n=10/组），设假手术、DPN+生理盐水、DPN+游离IL-2、DPN+MOF@PI-IL2、DPN+MOF@PI-IL2+Foxp3敲低（AAV-shRNA）组，尾静脉给药两周；结合动态光散射、透射电镜、pH释放动力学、流式分选原代Treg/非Treg细胞、LPS抑制模型、CFSE共培养、背根神经节（DRG）神经元损伤共培养、膜片钳与钙成像、 sciatic神经电导与行为学检测、RNA-seq与血清非靶向代谢组学及WGCNA/CIBERSORT整合分析。
研究结果：
成功构建结构均一的MOF@PI-IL2纳米囊泡：TEM/SEM显示菱形ZIF-8核心外覆连续PI壳，DLS主峰约120 nm、PDI低，ELISA示IL-2载量约10%、包封率约90%，UV-Vis保留IL-2特征峰，FTIR确认PI酰亚胺峰与ZIF-8的Zn–N伸缩带共存，证实核壳结构完整。
MOF@PI-IL2具生理稳定性与弱酸响应性：pH7.4下72 h粒径波动<5%、PDI<0.2；pH6.5处理48 h后XRD示ZIF-8特征峰衰减，TEM定量壳厚减少约0.3倍，48 h内IL-2累积释放近60%（pH7.4下<30%），符合炎症弱酸触发释放。
MOF@PI-IL2在Treg细胞选择性摄取与内吞转运：DiI标记示Treg细胞平均荧光强度约为非Treg细胞4倍，1–4 h沿早期内体（EEA1）→晚期内体（Rab7）→溶酶体（LysoTracker）途径转运，CCK-8示200 μg/ml内活力>95%。
MOF@PI-IL2逆转LPS诱导Treg抑制并放大IL-2/STAT5通路：LPS模型中CD4+CD25+Foxp3+比例降至3.73%，MOF@PI-IL2回升至15.4%（约2.1倍），空载体组6.53%无差异；WB示p-STAT5与Foxp3蛋白回升，ELISA示IL-10/TGF-β升约1.2倍、IL-6/TNF-α降约0.5倍，RT-qPCR示Foxp3 mRNA升>2倍。
MOF@PI-IL2增强Treg介导免疫抑制并抑制CD8+ T细胞毒性：CFSE共培养示CD8+增殖指数降约0.5倍，Transwell示CD69表达降约0.4倍，上清IFN-γ与颗粒酶B降约0.5倍，Treg条件培养基IL-10/TGF-β较游离IL-2组高约1.8倍；空载体无独立效应。
MOF@PI-IL2促进损伤DRG神经元功能与结构重建：LPS损伤后膜片钳动作电位幅度/频率、Ca2+瞬变峰值降低，MOF@PI-IL2分别恢复约0.3倍与1.2倍；免疫荧光GAP43与NF200表达上调，轴突长度/分支数增约1.5倍；Foxp3敲低（siRNA）使上述恢复减弱约0.35–0.7倍。
Foxp3敲低显著削弱MOF@PI-IL2的Treg激活与神经保护效应：WB确认Foxp3蛋白降伴p-STAT5降约0.3倍，ELISA示IL-10/TGF-β降约0.5倍，神经元电生理与钙信号恢复减约0.35–0.4倍，GAP43/NF200荧光减约0.7倍，证明疗效依赖Treg–Foxp3轴。
MOF@PI-IL2改善DPN小鼠痛觉与行为障碍：热板潜伏期DPN+NS组降约0.4倍，MOF@PI-IL2恢复约0.9倍；Von Frey机械阈值升约1.3倍；趾展开角/捏反射评分、旷场中心停留时间（升约3.4倍）、Y迷宫自发交替率（升约0.3倍）均改善，Foxp3敲低（AAV）回退至近游离IL-2水平。
MOF@PI-IL2在DPN小鼠坐骨神经炎症部位偏好蓄积并缓解神经炎症：Cy5.5-IVIS示24 h坐骨神经区荧光为游离IL-2/MOF@PI约2.7倍；DHE与MDA降、SOD/CAT升；CD68+巨噬细胞浸润降约0.4倍，iNOS+细胞信号降约0.4倍，Foxp3敲低削弱上述效应。
MOF@PI-IL2促进髓鞘修复与神经传导恢复：Luxol Fast Blue示髓鞘面积升约1.4倍，H&E炎症面积降约0.4倍，Masson胶原阳性区降约0.5倍，WB示髓鞘碱性蛋白（MBP）升约1.1倍，神经传导速度（NCV）升约0.6倍；Foxp3敲低使指标回退。
多组学揭示DPN神经组织Treg耗竭与IL-2/Foxp3-STAT5受损及MOF@PI-IL2部分逆转：RNA-seq示DPN+NS组Foxp3、Stat5b、Il2ra、Ctla4下调，Ifng、Il17a上调；CIBERSORT示Treg浸润降、Th1/Th17/M1巨噬增；MOF@PI-IL2组标志基因回升、促炎基因降、Treg浸润加分位逆转；GO/KEGG示DPN富集神经传递通路，治疗后富集T细胞分化与细胞因子通路。
多组学整合锁定代谢–IL-2应答–Treg模块：代谢组示DPN组色氨酸-犬尿氨酸与短链脂肪酸（SCFA）紊乱，SCFA与Treg标志基因正相关、犬尿氨酸负相关；WGCNA模块与CIBERSORT的Treg特征相关，治疗重建“代谢–IL-2响应–Treg细胞”相关性。
讨论与结论翻译：研究人员在讨论中指出，MOF@PI-IL2通过弱酸响应释药、Treg偏好摄取及IL-2/STAT5/Foxp3轴激活，将免疫代谢重编程与神经结构功能修复偶联，Foxp3依赖性在细胞、神经元共培养及体内行为/电生理/组织学多层面对应验证。结论为：该酸性响应ZIF-8@PI-IL2核壳纳米囊泡可选择性扩增Treg细胞、抑制CD8+ T细胞毒性、纠正SCFA与色氨酸代谢异常，重建DPN免疫代谢稳态，为慢性炎症疾病提供可转化Treg靶向纳米免疫治疗范式。论文发表于《BIOMATERIALS RESEARCH》。
