“纳米伪装战士” MNM/siRNA NPs：精准狙击心肌缺血 - 再灌注损伤的新希望

为解决 siRNA 疗法治疗 MIRI 时存在的低生物利用度、脱靶效应等问题，安徽医科大学研究人员开展了 MNM/siRNA NPs 的研究。结果显示其能有效治疗 MIRI。推荐阅读，一起探索心血管疾病治疗新策略。

　　

在心血管疾病的大舞台上，急性心肌梗死（AMI）堪称头号 “反派”，在全球范围内严重威胁着人们的生命健康。虽说像经皮冠状动脉介入治疗（PCI）这样的早期再灌注疗法，能及时挽救缺血的心肌，给患者带来生的希望，但它也带来了一个新麻烦 —— 心肌缺血 - 再灌注损伤（MIRI）。就好像你好不容易扑灭了一场小火，却不小心引发了一场更大的火灾。

在 MIRI 的发病机制里，中性粒细胞可是个关键角色。它们像一群莽撞的 “士兵”，在炎症反应中冲在最前面。其中，整合素 α9 起着至关重要的作用，它能帮助中性粒细胞与内皮细胞、血小板相互作用，促进炎症反应，还会助力中性粒细胞胞外陷阱（NET）的形成。研究发现，要是小鼠体内缺乏整合素 α9，中性粒细胞的募集就会减少，NET 的形成也会受到抑制，血栓负担也会减轻，这就暗示着整合素 α9 或许是对抗 MIRI 的一个潜在靶点。

传统的口服药物想要精准地作用于缺血损伤部位的中性粒细胞，简直比大海捞针还难。它们不仅靶向性差，还容易让病菌产生耐药性，副作用也不少。而小干扰 RNA（siRNA）疗法，就像是一颗冉冉升起的新星，凭借着 RNA 干扰机制，有着高效的基因沉默能力，特异性强，能瞄准各种不同的靶点，在肿瘤治疗领域已经取得了不错的成绩，在治疗心血管疾病，包括 MIRI 方面，也展现出了巨大的潜力。可理想很丰满，现实却很骨感。siRNA 疗法在临床应用时困难重重，比如生物利用度低、稳定性差、还有免疫原性问题，这些 “绊脚石” 严重阻碍了它的发展。

为了解决这些难题，安徽医科大学的研究人员在《Journal of Nanobiotechnology》期刊上发表了一篇名为 “Engineered neutrophil membrane - camouflaged nanocomplexes for targeted siRNA delivery and effective myocardial ischemia - reperfusion injury therapy” 的论文。他们经过一系列研究，成功制备出了一种经过工程改造的中性粒细胞膜伪装纳米复合物（MNM/siRNA NPs），这种复合物就像给 siRNA 穿上了一件 “隐形战衣”，不仅能精准地将 siRNA 送到目标位置，还大大提高了治疗 MIRI 的效果，为心血管疾病的治疗带来了新的希望。

研究人员在开展这项研究时，用到了几个关键的技术方法。首先是细胞转染技术，他们利用腺病毒转染让中性粒细胞表达血凝素（HA），同时用内皮素 - 1（ET - 1）刺激来增加整合素的表达。接着通过差速离心等方法制备出中性粒细胞膜，再把它包裹在负载 siRNA 的阳离子聚合物（pABOL）纳米颗粒上，得到 MNM/siRNA NPs。之后，利用多种检测技术，比如动态光散射（DLS）测量纳米颗粒的大小和电位、蛋白质免疫印迹（WB）检测蛋白表达、定量聚合酶链反应（qPCR）分析基因表达等，对制备的纳米复合物进行全面的表征和性能研究。

下面咱们来详细看看研究结果。

1. MNM/siRNA NPs 的制备与表征：研究人员选用小鼠中性粒细胞系（MNHC）来获取细胞膜，因为它能快速到达缺血部位，和炎症内皮细胞 “打得火热”。他们通过腺病毒转染，成功让中性粒细胞表达了 HA 蛋白，再用 ET - 1 刺激，使整合素 α9/β1 的表达大幅增加。之后，合成了分子量为 8.1 kDa 的 pABOL，它转染效率高、细胞毒性低，制备起来还方便。把 pABOL 和 siRNA 混合得到 siRNA NPs，再用改造后的中性粒细胞膜包裹，就得到了 MNM/siRNA NPs。通过 DLS、表面 zeta 电位测量、共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和透射电子显微镜（TEM）等检测手段发现，MNM/siRNA NPs 成功制备，而且大小合适、稳定性好，还保留了中性粒细胞膜上的关键蛋白。
2. MNM/siRNA NPs 的体外免疫逃逸和靶向能力：在进行细胞实验之前，研究人员先用 CCK - 8 法对 siRNA NPs 和 MNM/siRNA NPs 进行细胞毒性测试，结果发现，在浓度高达 200 μg/ml 时，它们对 MNHCs、人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和平滑肌细胞（SMCs）都是安全的。接着，他们用 RAW 264.7 细胞来测试免疫逃逸能力，发现 NM/siRNA NPs 和 MNM/siRNA NPs 能显著减少巨噬细胞的吞噬，说明细胞膜在躲避免疫系统的 “搜查” 方面效果显著。在体外评估内体逃逸和降解避免能力时，研究人员发现 MNM/siRNA NPs 能有效从内体中逃脱，进入细胞质，而 NM/siRNA NPs 就没这么幸运了，还被困在内体和溶酶体里。在测试靶向能力时，他们用脂多糖（LPS）刺激 MNHCs 模拟激活的中性粒细胞，发现 MNM/siRNA NPs 能被激活的中性粒细胞大量摄取，靶向能力远超其他组。而且，和传统的 siRNA 转染试剂 riboFECT?CP 相比，MNM/siRNA NPs 在免疫逃逸、递送效率和生物利用度方面都更胜一筹。
3. MNM/siRNA NPs 抑制体外 NET 形成和炎症因子释放：之前的研究表明，整合素 α9 和 NET 的形成以及炎症反应关系密切。研究人员发现，当 pABOLs/siRNA 的比例为 2:1（w/w）时，对整合素 α9 表达的抑制效果最佳。在体外实验中，用 LPS 刺激 MNHCs 后，再分别加入不同的处理组，结果发现 MNM/siRNA NPs 能显著降低整合素 α9 的表达，同时减少 NET 的释放，还能有效中和 TNF - α、IL - 1β 和 IL - 6 等炎症因子。这说明 MNM/siRNA NPs 就像一个 “灭火小能手”，能有效抑制炎症反应。
4. MNM/siRNA NPs 的体内靶向能力：纳米颗粒在体内的循环时间对靶向给药至关重要。研究人员通过测量 Cy5 标记的 siRNA 在血液和心脏中的荧光强度来评估 MNM/siRNA NPs 的循环时间，发现它在血液和心脏中的荧光强度在各个时间点都比其他组更强，说明它有很好的持续释放和长循环能力。在评估靶向效率时，给 MIRI 小鼠注射不同的处理组后，用体内成像系统检测发现，MNM/siRNA NPs 在心脏中的荧光强度更高，在肝脏、肺和肾脏等非靶器官中的荧光强度更低，这表明它能精准地靶向心脏，减少脱靶效应。
5. MNM/siRNA NPs 减少 MIRI 小鼠体内 NET 形成和炎症：在 MIRI 小鼠模型中，研究人员发现 MNM/siRNA NPs 能显著降低整合素 α9 的表达，减少中性粒细胞向心脏的浸润，下调与中性粒细胞趋化和浸润相关的基因表达。同时，它还能减少 NET 的释放，降低炎症因子的水平，有效减轻炎症反应。就像是给炎症反应踩了一脚 “急刹车”，让心脏不再被炎症 “折腾”。
6. MNM/siRNA NPs 抑制体内微血栓形成和内皮损伤：NET 和血小板、红细胞相互作用会形成微血栓，影响心脏的正常功能。研究人员发现，给小鼠注射 MNM/siRNA NPs 后，能显著减少缺血边界区的微血栓形成，改善心肌灌注，还能保护微血管的完整性，减少白蛋白渗漏，降低内皮连接蛋白 ZO - 1 的水平，有效减轻内皮损伤。这对维持心脏的正常血液循环和功能有着重要意义。
7. MNM/siRNA NPs 减少体内心肌梗死面积并改善心脏功能：研究人员利用 MIRI 小鼠模型进一步验证 MNM/siRNA NPs 的疗效。结果发现，接受 MNM/siRNA NPs 治疗的小鼠生存率更高，心肌梗死面积更小，心肌纤维化程度也更低。通过超声心动图分析还发现，这些小鼠的心脏功能得到了显著改善，左心室射血分数（LVEF%）和缩短分数（FS%）增加，左心室舒张末期内径（LVEDD）和收缩末期内径（LVESD）减小。这意味着 MNM/siRNA NPs 能有效减轻 MIRI 对心脏的损伤，让心脏重新 “活力满满” 地工作。
8. 生物安全性评估：纳米颗粒的生物相容性是临床应用的关键。研究人员通过溶血试验发现，MNM/siRNA NPs 不会引起红细胞损伤。评估对主要器官的影响时，发现它不会导致器官水肿和损伤，对肝肾功能也没有不良影响。这说明 MNM/siRNA NPs 是一个安全性较高的治疗方案，为它的临床应用奠定了坚实的基础。

总的来说，这项研究成功制备了 HA 和整合素修饰的中性粒细胞膜伪装 pABOL NPs（MNM/siRNA NPs），这种纳米复合物能有效增强内体逃逸和靶向能力，为治疗 MIRI 提供了新的策略。在体外实验中，它能通过 HA 促进内体逃逸，利用整合素实现精准靶向，显著降低整合素 α9 的表达。在 MIRI 小鼠体内，它不仅证实了整合素 α9 是对抗 MIRI 的潜在靶点，还通过减少中性粒细胞募集、NET 和微血栓形成，有效减小了心肌梗死面积，改善了心脏功能。而且，MNM/siRNA NPs 生物安全性良好，为其临床应用提供了可能。

这项研究意义重大。它解决了 siRNA 疗法在治疗 MIRI 时面临的关键问题，比如生物利用度低、脱靶效应等，通过巧妙的纳米复合物设计，提高了 siRNA 的递送效率，减少了降解，增强了其治疗效果。这种创新的纳米颗粒系统为心血管疾病的靶向治疗开辟了新的道路，未来有望应用于更多疾病的治疗。当然，研究人员也指出，未来还需要进一步优化这个系统，让它能更好地应用于临床，实现个性化和精准化医疗，为更多患者带来健康的希望。