分享一篇近期發(fā)表Science Advances上的文章，題目為“Two-birds-one-stone”?oral nanotherapeutic?designed?to target intestinal integrins and regulate redox homeostasis for UC treatment。文章的通訊作者是清華大學(xué)的邢新會(huì)教授、王怡助理研究員和張燦陽(yáng)副教授。
長(zhǎng)期使用傳統(tǒng)小分子藥物和免疫抑制藥物治療潰瘍性結(jié)腸炎可能導(dǎo)致機(jī)會(huì)性感染、惡性腫瘤、自身免疫和肝毒性等副作用。因此，了解炎癥信號(hào)傳導(dǎo)并據(jù)此開(kāi)發(fā)精準(zhǔn)遞送策略尤為重要。現(xiàn)有的精準(zhǔn)遞送策略通常利用炎癥部位的微生物酶降解、pH改變和黏膜電荷翻轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行靶向，但消化道疾病中復(fù)雜和多變的環(huán)境會(huì)影響這種靶向的精確性。考慮到免疫細(xì)胞在疾病部位的積累，使用靶向免疫細(xì)胞的配體分子更具有前景。
????整合素參與了免疫細(xì)胞相關(guān)的粘附和信號(hào)傳導(dǎo)，因此可以作為理想的靶點(diǎn)。肝素作為一種常用的陰離子聚多糖能夠用作整合素的黏著性配體，因而有望作為精準(zhǔn)口服治療潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥部位靶向配體。本文作者開(kāi)發(fā)了一種由氧化敏感的聚賴氨酸納米粒子（OPNs）作為核，正電荷殼聚糖作為中間層，帶負(fù)電荷的低分子量肝素作為最外層的口服納米治療模塊（OPNs@LMWH）。這種納米粒子既能通過(guò)低分子量肝素和整合素αM之間的特異性相互作用靶向整合素，介導(dǎo)相關(guān)免疫細(xì)胞的招募和運(yùn)輸，也能通過(guò)氧化敏感的聚賴氨酸的ROS清除功能調(diào)節(jié)腸道氧化還原平衡。如圖1所示，作者在聚賴氨酸側(cè)鏈上引入了能夠清除ROS的苯基硼酸酯基團(tuán)，通過(guò)納米沉淀法得到納米粒子，并逐層在納米粒子上包裹了殼聚糖和肝素。作者通過(guò)SEM和TEM的表征證實(shí)了納米粒子的成功制備。DLS顯示的粒徑增大和電勢(shì)轉(zhuǎn)變證實(shí)了逐層包裹的成功。
圖2.?OPNs@LMWH被M1巨噬細(xì)胞內(nèi)化并在炎癥結(jié)腸組織積累
????如圖2所示，本文作者比較了OPNs和OPNs@LMWH被促炎免疫細(xì)胞攝取的能力。將兩者進(jìn)行熒光標(biāo)記并用CLSM成像，OPNs@LMWH具有更強(qiáng)的熒光信號(hào)，且當(dāng)細(xì)胞表面的受體整合素αM被其他抗體結(jié)合后，熒光明顯減弱。作者通過(guò)口服施用硫酸鈉右旋糖（DSS）得到潰瘍性結(jié)腸炎鼠模型，并口服施用OPNs@LMWH以檢測(cè)其生物分布。作者成功觀察到其在損傷部位的積累，且比起OPNs具有更長(zhǎng)的滯留時(shí)間。
圖3.?OPNs清除ROS和促炎性細(xì)胞因子
????如圖3所示，作者評(píng)估了OPNs@LMWH清除ROS和抗炎的效果。在誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生ROS后，作者將細(xì)胞與納米粒子共孵育，并通過(guò)熒光成像對(duì)ROS進(jìn)行定量。OPNs@LMWH顯示出很好的濃度依賴的ROS清除能力，且比OPNs更加有效，這可能是由于其更多的細(xì)胞攝取。此外，OPNs@LMWH還能有效減少ROS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，并減少I(mǎi)L-6和TNF-α?等促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。
????如圖4所示，作者評(píng)估了OPNs@LMWH對(duì)結(jié)腸炎小鼠的治療效果。對(duì)結(jié)腸炎小鼠口服施用OPNs@LMWH，能夠有效抑制小鼠體重的減輕和結(jié)腸的縮短以及脾臟的擴(kuò)大，證實(shí)了其對(duì)結(jié)腸的保護(hù)效果。組織形態(tài)學(xué)上的成像也能證實(shí)這一點(diǎn)。?
圖5.?OPNs@LMWH恢復(fù)腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)并保護(hù)結(jié)腸上皮細(xì)胞
????如圖5所示，作者檢測(cè)了OPNs@LMWH治療潰瘍性結(jié)腸炎的機(jī)制。作者通過(guò)ELISA測(cè)得OPNs@LMWH施用后血清中的IL-6以及結(jié)腸組織中的IL-6、TNF-α、IL-1β的濃度都有所下降，揭示了OPNs@LMWH的免疫調(diào)節(jié)能力。免疫組化結(jié)果顯示OPNs@LMWH施用后綠過(guò)氧化酶（MPO）陽(yáng)性的細(xì)胞減少，證實(shí)了其能夠抑制免疫細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)量的細(xì)胞因子，且作者還檢測(cè)到被促炎細(xì)胞因子激活的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路JAK-STAT的激活減少。此外，免疫熒光染色也顯示了腸道自穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)。
????綜上所述，本文設(shè)計(jì)制備了一種逐層納米粒子，內(nèi)層為修飾了氧化還原敏感基團(tuán)的聚賴氨酸，并通過(guò)帶正電荷的殼聚糖作為中間層，在外層包裹了具有炎癥靶向作用的低分子量肝素，該納米粒子能夠同時(shí)起到靶向炎癥部位高表達(dá)的整合素αM從而在結(jié)腸炎區(qū)域富集以及清除ROS并減少促炎細(xì)胞因子的作用，從而對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎實(shí)現(xiàn)有效治療。
DOI:?10.1126/sciadv.ado7438
Link:?https://doi.org/10.1126/sciadv.ado7438
