Alpinetin纳米颗粒通过LRP1-PPARγ介导的小胶质细胞脂质代谢调节，缓解急性青光眼引起的眼神经损伤

《Advanced Science》：Alpinetin Nanoparticles Alleviate Optic Nerve Injury Induced by Acute Glaucoma via LRP1-PPARγ Mediated Regulation of Microglial Lipid Metabolism

微胶质脂代谢紊乱通过LRP1-PPARγ通路驱动青光眼视网膜神经节细胞丢失，靶向纳米颗粒AlpNPs可抑制脂滴积累、促进M2极化并保护RGCs。血清LRP1水平在青光病患者中显著降低，纳米颗粒通过直接结合LRP1增强其与PPARγ相互作用，激活LXRα-ABCA1通路，改善脂质代谢和抗炎反应。动物实验显示AlpNPs能减轻急性眼高血压模型中的视网膜炎症和神经节细胞丢失。研究揭示了青光眼微胶质代谢异常的新机制，并证实LRP1靶向纳米治疗的有效性。

　　这项研究聚焦于青光眼这一导致不可逆失明的主要疾病，并揭示了其发病机制中的一个关键因素——小胶质细胞的脂质代谢异常。青光眼的典型特征是视网膜神经节细胞（RGCs）的进行性丢失，而越来越多的证据表明，小胶质细胞的激活与脂质代谢紊乱密切相关，它们在神经退行性病变中扮演着重要角色。尽管已有研究探讨了小胶质细胞激活在青光眼中的作用，但其上游机制，特别是与小胶质细胞表型转换相关的代谢调控，仍然不明确。因此，深入研究小胶质细胞的代谢异常，对于开发新的神经保护策略具有重要意义。

研究团队首先建立了一个急性高眼压（Acute Ocular Hypertension, AOH）模型，该模型是青光眼研究中广泛使用的动物模型。在该模型中，观察到小胶质细胞表现出异常的脂滴（Lipid Droplet, LD）积累，同时向促炎性的M1表型转变，并伴随低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）表达的下调。此外，患者的血清样本显示，青光眼患者的LRP1水平显著低于对照组，提示该疾病可能涉及系统性的脂质代谢异常。这些发现表明，小胶质细胞通过LRP1的下调导致脂质清除功能受损，从而诱发或加剧神经炎症反应，最终导致RGCs的损伤。

为应对这一机制，研究团队开发了一种新型的纳米药物载体——载有Alpinetin的PLG（聚乳酸-羟基乙酸）纳米颗粒（AlpNPs）。Alpinetin是一种天然的黄酮类化合物，已被证明在临床前研究中具有广泛的药理活性，包括抗神经炎症、抗氧化以及免疫代谢调节作用。然而，由于其水溶性差和生物利用度低，限制了其在眼科疾病中的应用。通过将Alp包裹在PLG纳米颗粒内，研究团队显著提高了其生物利用度和药代动力学特性，从而实现了药物的靶向递送和持续释放。AlpNPs不仅有效减少了小胶质细胞中的脂滴积累，还促进了M2型小胶质细胞的极化，抑制了其增殖和迁移。这些作用有助于恢复小胶质细胞的代谢平衡，减少神经炎症反应，并保护RGCs免受青光眼损伤。

从机制上看，AlpNPs通过直接结合LRP1，并增强其与过氧化物酶增殖体激活受体γ（PPARγ）的相互作用，从而激活下游的LXRα-ABCA1通路。该通路在胆固醇外流和抗炎反应中起着关键作用。通过敲除LRP1，研究团队发现这种基因的缺失会显著削弱AlpNPs的治疗效果，进一步验证了LRP1在小胶质细胞代谢重编程和神经保护中的核心作用。在体内实验中，通过玻璃体注射AlpNPs，显著减轻了AOH诱导的眼底炎症反应，并保护了RGCs。这些结果表明，小胶质细胞脂质代谢功能障碍是青光眼发病的关键驱动因素，而针对LRP1-PPARγ信号通路开发的纳米治疗策略具有巨大的潜力。

在临床研究中，研究团队收集了来自不同类型的青光眼患者的血清样本，包括原发性开角型青光眼（POAG）、原发性闭角型青光眼（PACG）以及仅患有年龄相关白内障（ARC）的对照组。通过酶联免疫吸附实验（ELISA）检测发现，青光眼患者的LRP1水平显著低于对照组，而VAPB水平则无明显差异。这表明，LRP1的下调可能与青光眼相关的脂质代谢异常有关。同时，在AOH模型中，小胶质细胞中的LRP1表达也明显减少，进一步支持了这一假设。

为了验证AlpNPs在小胶质细胞中的作用，研究团队使用了多种实验方法，包括分子对接、细胞热移位分析（CETSA）和微尺度热泳（MST）。这些实验结果显示，AlpNPs能够直接与LRP1结合，稳定该蛋白并增强其与PPARγ的相互作用。此外，CETSA还显示，Alp的结合显著提高了LRP1的热稳定性，表明其具有直接的相互作用。分子对接分析进一步揭示了Alp与LRP1之间的结合位点，其中某些氨基酸残基如C133表现出较高的结合亲和力，提示其在药物作用机制中的重要性。

进一步的实验表明，AlpNPs通过激活LRP1-PPARγ信号通路，显著提高了LXRα和ABCA1的表达水平。LXRα是胆固醇外流的关键调节因子，而ABCA1则在胆固醇向载脂蛋白的运输中发挥重要作用。这一通路的激活有助于恢复小胶质细胞的代谢平衡，减少促炎性因子的分泌，并促进其向具有神经保护作用的M2表型转变。此外，通过抑制小胶质细胞的促炎性反应，AlpNPs能够有效减少RGCs的损伤。研究还发现，LRP1的敲除会显著削弱AlpNPs的治疗效果，进一步强调了该蛋白在药物作用机制中的核心地位。

在生物安全性和药代动力学方面，研究团队评估了AlpNPs在体内的分布情况。通过荧光显微镜观察发现，AlpNPs在玻璃体注射后能够在视网膜各层中均匀分布，并且在第3天时表现出较强的荧光信号，随后逐渐被清除。此外，通过高效液相色谱分析发现，AlpNPs在注射后第1天时达到最高浓度，之后浓度逐渐下降。这些结果表明，AlpNPs在体内具有良好的稳定性和可控的释放特性，从而减少了对机体的潜在毒性。

为了进一步验证AlpNPs的治疗效果，研究团队进行了多种实验，包括细胞毒性检测、细胞迁移和增殖实验。结果表明，AlpNPs能够有效减少小胶质细胞的促炎性反应，同时促进其向抗炎性M2表型的极化。此外，通过电生理实验（ERG）评估了AlpNPs对视网膜功能的影响，结果显示，AlpNPs能够显著改善视网膜的视觉功能，并减少RGCs的死亡。这些结果为AlpNPs在青光眼治疗中的应用提供了有力支持。

研究还发现，AlpNPs在体外和体内的作用机制具有一定的相似性。通过敲除LRP1，研究团队发现，该蛋白的缺失会显著削弱AlpNPs的治疗效果，表明LRP1在小胶质细胞代谢重编程和神经保护中的关键作用。同时，通过不同浓度的AlpNPs处理，研究团队观察到其对小胶质细胞的促炎性因子和抗炎性因子的调节作用。这些发现不仅揭示了AlpNPs的药理作用机制，也为未来的青光眼治疗提供了新的思路。

总体而言，这项研究通过系统分析青光眼模型中微环境的变化，揭示了小胶质细胞在青光眼发病中的关键作用。研究团队通过开发AlpNPs，不仅提高了药物的生物利用度，还实现了对小胶质细胞的靶向治疗，为青光眼及相关神经退行性疾病的治疗提供了新的策略。这些结果强调了小胶质细胞脂质代谢在疾病发展中的重要性，并为未来的神经保护研究奠定了基础。