多功能纳米颗粒靶向抑制炎症性肝巨噬细胞改善代谢功能障碍相关脂肪性肝炎

《Bioactive Materials》：Targeted inhibition of inflammatory liver macrophages with a multifunctional nanoparticle ameliorates metabolic dysfunction–associated steatohepatitis

　　

代谢 dysfunction–associated steatohepatitis (MASH) 是代谢功能障碍相关脂肪性肝病 (MASLD) 的进展形式，目前缺乏有效干预手段。肝巨噬细胞通过多种模式识别受体 (PRRs) 感知损伤相关分子模式 (DAMPs) 并驱动炎症反应，在 MASH 发生发展中起关键作用。研究人员假设，能竞争性阻断 TLR9、AIM2 和 cGAS 的抑制性寡脱氧核苷酸 (sODN) 可抑制多种 PRRs 介导的炎症通路，并采用磷脂酰丝氨酸 (PS) 包被的脂质体纳米载体实现肝脏巨噬细胞靶向递送。通过筛选金属离子，研究人员发现 Mg²⁺ 可通过降低线粒体活性氧 (ROS) 和抑制 GSDMD 介导的焦亡发挥抗炎作用。研究人员将 sODN 与 Mg²⁺ 共载于 PS 纳米颗粒 (NP-OMg) 中，在内体酸性环境下释放活性成分。在饮食诱导的 MASLD/MASH 小鼠模型中，静脉注射 NP-OMg 可显著减轻肝脂肪变性、炎症和纤维化，恢复肝功能。转录组学与免疫学分析表明，NP-OMg 通过抑制 STING-NF-κB、TLR、AIM2 等炎症信号通路，同时减少炎症性单核细胞来源巨噬细胞 (MDMs) 的肝内浸润，并恢复 Kupffer 细胞 (KCs) 群体。此外，NP-OMg 还下调 TREM2⁺ 巨噬细胞相关基因表达，逆转 MASH 相关的异常基因表达程序。该研究为 MASH 治疗提供了一种靶向肝巨噬细胞的多通路抑制纳米策略。

**论文解读：靶向肝巨噬细胞的多功能纳米颗粒治疗代谢功能障碍相关脂肪性肝炎**

**研究背景与问题**

代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是全球最常见的慢性肝病，可进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）、肝纤维化甚至肝细胞癌（HCC）。MASH 的发病机制复杂，其中肝巨噬细胞在疾病起始和进展中发挥核心作用。肝脏常驻巨噬细胞—Kupffer 细胞（KCs）通过模式识别受体（PRRs）识别损伤相关分子模式（DAMPs）和病原相关分子模式（PAMPs），释放 TNF-α、IL-1 等炎症因子，并分泌 CCL2 招募 Ly6C^high 炎症性单核细胞来源巨噬细胞（MDMs），加剧肝脏炎症和纤维化。受损肝细胞释放的氧化线粒体 DNA（ox-mtDNA）可激活 TLR9、cGAS-STING 和 AIM2 等多种 PRRs 信号通路，促进 MASH 进展。因此，同时抑制多条 PRR 介导的炎症通路是 MASH 治疗的关键策略。然而，现有药物如 semaglutide 和 resmetirom 仅对部分患者有效，且对晚期纤维化疗效有限。开发能全面抑制肝巨噬细胞炎症信号的新型治疗手段具有重要临床意义。

**研究内容与结论**

研究人员设计了一种磷脂酰丝氨酸（PS）包被的脂质体纳米颗粒（NP-OMg），共载抑制性寡脱氧核苷酸（sODN）和镁离子（Mg²⁺）。sODN 包含四个 TTAGGG 重复基序，可竞争性阻断 TLR9、AIM2 和 cGAS 对胞质 DNA 的识别；Mg²⁺ 则通过降低线粒体活性氧（ROS）和抑制 GSDMD-NT 膜转位发挥抗炎和抗焦亡作用。体外实验表明，NP-OMg 能高效靶向巨噬细胞（KCs 和 iBMDMs），而几乎不被肝细胞和内皮细胞摄取。在两种饮食诱导的 MASLD/MASH 小鼠模型（WD 模型和 MCD 模型）中，静脉注射 NP-OMg 显著降低肝内甘油三酯和胆固醇含量、血清转氨酶（AST/ALT）及炎症因子（TNF-α、IL-6、IL-1β）水平，改善组织学炎症评分和纤维化程度。转录组分析显示，NP-OMg 逆转了 MASH 相关的异常基因表达，抑制 PRR 信号、 NF-κB、TLR、NOD 样受体及 PI3K-Akt 等炎症通路，并下调 TREM2⁺ 巨噬细胞相关基因（如 Trem2、Gpnmb、Lgals3）。流式细胞术证实 NP-OMg 减少 Ly6C^high 炎症性 MDMs 浸润，恢复 KCs 群体。机制上，NP-OMg 降低肝脏磷酸化 p65、磷酸化 TBK1 及 GSDMD-NT 蛋白水平，表明其同时抑制 STING-NF-κB 和 GSDMD 焦亡通路。该研究证明了靶向肝巨噬细胞的多通路抑制纳米策略对 MASLD/MASH 的治疗潜力，为临床转化提供了新思路。

**主要技术方法**

研究人员采用水/油反向微乳法制备 PS 包被的脂质体纳米颗粒，负载 sODN 与磷酸镁（MgP）形成稳定复合物。通过动态光散射（DLS）、透射电镜（TEM）和 HPLC 表征粒径、电位及包封率。体外采用 iBMDM 巨噬细胞系和原代小鼠 KCs，以 LPS 加 ox-mtDNA 或 PA-mtDNA 激活炎症模型，通过 LDH 活力、ELISA、Western blot 评估抗炎效果。体内使用 C57BL/6 小鼠（雌性 MCD 模型、雄性 WD 模型）以及 STING 敲除和 GSDMD 敲除小鼠，分别进行 MCD 饮食和 WD 饮食诱导。给药方案为尾静脉注射 NP-OMg（sODN 2.0 mg/kg，Mg²⁺ 6.25 mg/kg，每周两次），游离 sODN 腹腔注射作为对照。采用 IVIS 活体成像和流式细胞术分析纳米颗粒生物分布与细胞摄取，通过 bulk RNA-seq 分析肝脏转录组变化，并用 GEO 临床数据集（GSE193084）验证 STING 和 GSDMD 在人 MASH 中的表达。

**研究结果**

**（1）MASLD 肝脏巨噬细胞富集促炎反应**：WD 小鼠肝组织 RNA-seq 显示炎症、固有免疫、焦亡和趋化相关基因显著上调，KCs 中 Il1b、Tnf、Ccl2 等表达增加，流式显示 Ly6C^high MDMs 增多而 KCs 减少，血清 TNF-α、IL-6、IL-1β 升高。

**（2）Mg²⁺ 与 sODN 协同增强抗炎效果**：在无 Ca²⁺/Mg²⁺ 培养基中筛选六种二价金属离子，仅 Mg²⁺ 在 2 mM 浓度下显著保护 LPS+dsDNA 诱导的细胞毒性，降低线粒体 ROS 和 GSDMD-NT 水平。纳米颗粒 NP-OMg 粒径约 169.6 nm，sODN 包封率约 51%，在 pH 5.0 下释放 sODN。

**（3）NP-OMg 体外高效抑制巨噬细胞炎症**：在 iBMDM 和原代 KCs 中，NP-OMg 剂量依赖性提高细胞活力，抑制 p65 磷酸化、caspase-1 活化和 IL-1β 成熟分泌，降低 TNF-α、IL-6 表达，效果优于单用 sODN 或 MgP。

**（4）静脉注射 NP-OMg 主要被肝巨噬细胞摄取**：IVIS 显示 DiR-NP 在肝脏富集（约 68%），免疫荧光和流式证实 NP 主要被 KCs 和 MDMs 吞噬，对肝细胞和 T/NK 细胞摄取极少；NP-FAM-sODN 在肝巨噬细胞中的摄取显著高于游离 FAM-sODN。

**（5）NP-OMg 抑制炎症信号并改善 WD 诱导的脂肪性肝炎**：治疗 7 周后，NP-OMg 显著降低肝重、肝 TG/CHL、血清 AST/ALT 和炎症因子，MASLD 活动评分从 6.7 降至 1.3，胶原沉积减少。RNA-seq 显示 597 个基因下调（包括 PRR、炎症、脂生成、纤维化相关基因），275 个基因上调，与 WD 诱导的变化呈显著负相关（R = ?0.57）。流式证明 NP-OMg 减少 Ly6C^high MDMs，恢复 KCs。Western blot 显示磷酸化 p65 和 TBK1 及 GSDMD-NT 水平显著下降。

**（6）NP-OMg 缓解 MCD 饮食诱导的 MASH**：在 MCD 模型中，NP-OMg 降低血清炎症因子和转氨酶、肝 TG/CHL，上调脂解基因 Ppara 和 Acaca，下调脂生成基因 Cd36，减轻脂肪变性和纤维化，同时恢复 KC/MDM 比例并抑制 p65 磷酸化和 GSDMD-NT。

**讨论与结论**

讨论部分指出，PS 包被纳米颗粒能同时靶向 KCs 和炎症性 MDMs，优于以往甘露糖修饰的 Dex-NP（后者反而促进纤维化）。NP-OMg 通过 sODN 抑制 TLR9、cGAS-STING 和 AIM2 通路，Mg²⁺ 则降低线粒体 ROS 并阻碍 GSDMD-NT 膜定位，从而抑制 NLRP3 炎症小体激活（通过减少 priming 信号、拮抗 Ca²⁺ 内流和减轻氧化应激）。游离 sODN 腹腔注射虽有部分效果，但临床可行性低；静脉 NP-OMg 实现了肝巨噬细胞靶向递送。TREM2⁺ 巨噬细胞相关基因在治疗后的下调提示其可能反映疾病逆转。研究还指出，当前模型处于早期纤维化阶段，需进一步在晚期纤维化模型中验证，并探索与 resmetirom 或 semaglutide 的联合治疗。由于 PS 和 TTAGGG 基序在人和小鼠中高度保守，NP-OMg 具有转化为人类 MASH 治疗的潜力。

**研究结论**：研究人员开发了一种靶向肝脏炎症性巨噬细胞的多功能纳米颗粒 NP-OMg，通过共递送 sODN 和 Mg²⁺ 同时抑制多种 PRR 介导的炎症通路、氧化应激和焦亡，在两种饮食诱导的 MASLD/MASH 小鼠模型中显著减轻肝脂肪变性、炎症和纤维化，并恢复肝功能。该研究为 MASH 提供了一种有前景的纳米治疗策略，并揭示了其多通路协同作用的分子机制。论文发表在《Bioactive Materials》。