皖南醫學院:一種靶向巨噬細胞的外泌體膜修飾的納米藥物,用于治療過敏性哮喘

間充質干細胞、免疫細胞、外泌體源頭實驗室
外泌體是天然分泌的納米囊泡,由于其特定的組成、生物學特性和穩定性,已成為有前途的治療性納米遞送平臺。來自皖南醫學院呂坤課題組的研究人員開發了一種利用M2巨噬細胞的外泌體膜和Dnmt3aos沉默結構包裹的聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA)納米顆粒(EM-PLGA@Dnmt3aossmart),用于治療小鼠的過敏性哮喘,為過敏性疾病提供了一種新的免疫療法。該研究發表于Journal of Controlled Release雜志上。
皖南醫學院:一種靶向巨噬細胞的外泌體膜修飾的納米藥物,用于治療過敏性哮喘
全球有超過3億人患有哮喘,據估計到 2025 年將影響4億人,過敏性哮喘 (allergic asthma,AA) 占兒童哮喘病例的 90% 和成人哮喘病例的50%。巨噬細胞是肺部最豐富的免疫細胞(約占所有免疫細胞的70%),在AA中環境過敏原誘導的氣道炎癥中發揮重要作用。M2巨噬細胞過繼轉移的研究表明,該策略可有效加重小鼠過敏性氣道炎癥,表明M2巨噬細胞極化在 AA 的發生中起重要作用。因此,開發專門針對 M2 巨噬細胞的新策略被認為是治療AA的更有希望的方法。?
在此前研究中,數以千計的長鏈非編碼RNA (lncRNA) 在 M1/M2 極化骨髓源巨噬細胞 (BMDM) 中差異表達。其中,Dnmt3aos是一種已知的lncRNA,位于Dnmt3a的反義鏈上。該研究團隊此前已經證明 Dnmt3aos 在 M2 巨噬細胞中高表達并參與調節 Dnmt3a 的表達。Dnmt3aos 和 Dnmt3a 的表達具有一致性,并且在巨噬細胞極化中起關鍵作用。因此,M2 巨噬細胞中的 Dnmt3aos 是AA的良好治療靶點,但其在AA中的作用尚不清楚。
由三個小干擾 RNA (siRNA) 和三個反義寡核苷酸 (ASO) 組成的智能干擾結構在介導給定目標基因的序列特異性沉默方面發揮著重要作用。由于它們的不穩定性、有限的細胞攝取和不令人滿意的血液循環,游離ASO/siRNA 在臨床治療中幾乎無法發揮作用。為了克服 ASO/siRNA 遞送的障礙,高效和安全的遞送載體對于ASO 或 siRNA 療法的研究和生產至關重要,例如基于脂質的顆粒和混合納米顆粒 (NPs)。由于其良好的生物降解性和生物相容性,歐洲藥品管理局 (EMA) 和美國食品和藥物管理局 (FDA) 已批準使用聚乳酸乙醇酸 (PLGA) 共聚物用于藥物和生物分子遞送、生物可吸收縫合線、生物成像和組織再生。具體而言,負載有 siRNA 的 PLGA NPs 表現出緩釋特性,在第一天釋放 35% 的 siRNA,并表現出超過10天的緩釋。因此,PLGA包裹的Dnmt3aos智能干擾結構對靶細胞的持續消耗和調控十分有價值。?
隨著納米載體的快速發展,出現了新的藥物/基因遞送載體,例如細胞來源的外泌體,具有優異的靶向性。從親本細胞自然遺傳的表面粘附蛋白和特定的載體配體賦予外泌體器官趨向性,可用于貨物傳遞。作為天然載體,外泌體可以將外源性 miRNA 或 siRNA 遞送至體內靶細胞或組織,以調節基因表達和抑制疾病進展。然而,常規用基因轉染細胞的方法并不適用,因為外泌體中基因的表達較少。最近的一項研究也證明,當電穿孔誘導siRNA進入外泌體時,siRNA很容易降解。研究表明,某些 NPs 可以與 siRNA 或 ASO形成復合物。這種納米復合物的形成對于完全保護RNA、防止其降解和通過內吞作用和細胞內釋放實現細胞遞送非常重要。因此,為了進一步提高NPs的生物分布、穩定性、功效和生物相容性,迫切需要建立基于外泌體修飾的PLGA NPs,形成結合兩種系統優點的復合物。
在這項研究中,研究人員探索了由 PLGA@Dnmt3aossmart 干擾結構為核心和外泌體膜組成的M2 巨噬細胞的外泌體膜包被的仿生納米粒子(EM-PLGA@Dnmt3aossmart)。EM-PLGA@Dnmt3aossmart抑制AA中M2巨噬細胞極化的效果顯著,仿生納米顆粒有效地積聚在肺部并促進基因沉默,同時降低了氣道炎癥細胞浸潤的程度。基于外泌體膜的 PLGA NPs 有助于將治療性 Dnmt3aossmart輸送到氣道中,并可以在AA 小鼠模型中提供有效的治療。?
參考文獻:Exosome membrane-modified M2 macrophages targeted nanomedicine:Treatment for allergic asthma. J Control Release. 2021 Aug18:S0168-3659(21)00430-2.

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