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國家納米科學(xué)中心孟幻團(tuán)隊《Nano Today》：納米白介素-10基因免疫治療促進(jìn)肌肉修復(fù)

2022-07-25 來源：高分子科技

關(guān)鍵詞：肌肉修復(fù) 納米白介素-10 納米載體免疫調(diào)節(jié) 基因治療

肌肉受損后的修復(fù)和組織再生過程涉及復(fù)雜的免疫穩(wěn)態(tài)調(diào)控機制。肌肉損傷初期，組織部位會募集大量巨噬細(xì)胞，并極化為M1表型，負(fù)責(zé)釋放炎癥因子，完成殺菌和異物清除功能。隨后，巨噬細(xì)胞需極化為M2表型，釋放抗炎細(xì)胞因子，促進(jìn)組織再生。

國家納米科學(xué)中心孟幻研究員團(tuán)隊以肌肉受損、修復(fù)過程中M1/M2巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程為靶點，定制設(shè)計的一種自組裝納米載體，用于體內(nèi)遞送免疫調(diào)節(jié)白介素10質(zhì)粒DNA，促進(jìn)小鼠急性肌肉損傷模型中的組織修復(fù)（圖1）。

圖1. 體內(nèi)遞送免疫調(diào)節(jié)型IL-10質(zhì)粒DNA，加速受損肌肉修復(fù)

通過使用不同陽離子聚合物或磷脂（如PEI、PRX、LNP）、表面包被（PEG_m-PGA_n）等設(shè)計，該研究首先建立了一個包含12種納米粒子的納米載體庫，通過高通量篩選得到對巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率最高的納米載體，即：pIL-10 laden NP #4 （圖2）。該納米粒子能夠在巨噬細(xì)胞中，表達(dá)報告基因和白介素10（IL-10），后者可高效誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2表型轉(zhuǎn)化。

圖2：免疫調(diào)節(jié)納米載體的體外高通量篩選

裝載GFP質(zhì)�；�IL-10質(zhì)粒的納米載體分別在肌肉局部損傷模型和多肌肉受損模型中進(jìn)行生物分布、藥效學(xué)和安全性評價。報告基因GFP質(zhì)粒遞送使得研究者可以在復(fù)雜的肌肉微環(huán)境模型中原位確定表達(dá)目的蛋白的細(xì)胞亞型（圖3）。通過體內(nèi)遞送免疫調(diào)節(jié)IL-10質(zhì)粒DNA，研究者則發(fā)現(xiàn)：Cardiotoxin誘導(dǎo)的單點、多點肌肉損傷模型中，該納米遞送體系可以高效表達(dá)IL-10白介素，且募集了免疫調(diào)節(jié)型T細(xì)胞（Treg細(xì)胞），并顯著加速了肌肉修復(fù)的過程（圖4）。同時，在小鼠體內(nèi)該IL-10質(zhì)粒遞送系統(tǒng)有效減低了重組IL-10白介素蛋白誘導(dǎo)的腎毒性。

圖3：體內(nèi)GFP質(zhì)粒在受損肌肉中的體內(nèi)表達(dá)

圖4：IL-10質(zhì)粒免疫調(diào)節(jié)納米載體的AFM形貌特征及改善肌肉受損修復(fù)狀態(tài)的體內(nèi)評價

值得一提的是，本研究在提供肌肉修復(fù)納米治療方案的同時，亦提供了體內(nèi)大核酸遞送的平臺技術(shù)。試驗數(shù)據(jù)顯示，具有特定物理化學(xué)性質(zhì)的PEG_m-PGA_n包被的PEI納米載體可以在某些難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞中（如：巨噬細(xì)胞、樹突類細(xì)胞等）實現(xiàn)體內(nèi)外蛋白表達(dá)。這一平臺技術(shù)的拓展應(yīng)用可能包括其他大核酸體內(nèi)遞送，如：mRNA、核酸/藥物組合等。該工作以“Interleukin-10 Plasmid Delivery by Polymeric Nanocarrier Shows Efficient and Safe Tissue Repair in Acute Muscle Damage Models in Mice”為題發(fā)表在《Nano Today》上。文章的第一作者是解曉東博士，現(xiàn)就職于閩江學(xué)院。該工作得到了科技部國家重點研發(fā)計劃“納米前沿”重點專項等國家和省部級基金支持。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1748013222001724

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（責(zé)任編輯：xu）

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