载药纳米乳剂:抑制巨噬细胞炎症的创新疗法

《Journal of Nanobiotechnology》:Theranostic nanoemulsions suppress macrophage-mediated acute inflammation in rats

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  在炎症性疾病或损伤后,炎症失调引发疼痛和组织损伤。研究人员开展了 “治疗诊断纳米乳剂抑制大鼠巨噬细胞介导的急性炎症” 研究,发现姜黄素纳米乳剂(CUR-NE)可抑制 M1样巨噬细胞活性,减少其浸润,减轻炎症,为免疫调节纳米疗法提供新思路。

  在人体的免疫系统中,炎症反应就像一把双刃剑。当身体遭遇有害刺激、感染或受伤时,炎症会迅速启动,是身体自我保护的重要机制。然而,当炎症失去控制,就会变成破坏身体的 “小恶魔”,引发各种疼痛和组织损伤。巨噬细胞作为免疫系统的 “多面手”,在炎症反应中起着关键作用。在炎症环境的刺激下,巨噬细胞会发生极化,其中 M1样巨噬细胞就像一群 “激进分子”,会大量释放促炎细胞因子,加剧炎症反应,与多种炎症性疾病的发生发展密切相关。
传统的治疗方法在应对炎症性疾病时,往往存在诸多不足。以姜黄素为例,它虽然是一种具有强大抗炎潜力的天然化合物,能调节多种炎症信号通路,但口服后生物利用度低,难以精准地作用于炎症细胞,通常需要高剂量使用才能发挥效果,这无疑增加了治疗成本和潜在风险。

为了解决这些难题,来自美国迪尤肯大学(Duquesne University)、韦克福里斯特大学医学院(Wake Forest University School of Medicine)以及德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心(The University of Texas MD Anderson Cancer Center)的研究人员,开展了一项极具意义的研究。他们旨在探究一种新型治疗诊断纳米乳剂平台,能否将低剂量的姜黄素精准地递送至巨噬细胞,抑制 M1样巨噬细胞的促炎活性,减少其在炎症部位的浸润,从而有效缓解组织炎症。该研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》杂志上。

研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先,利用微流控技术制备了负载姜黄素的纳米乳剂(CUR-NE),并通过动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)等技术对其进行表征。接着,运用近红外荧光(NIRF)成像技术,在体外和体内实时监测巨噬细胞对纳米乳剂的摄取以及炎症部位巨噬细胞的浸润情况。此外,采用酶联免疫吸附测定(ELISA)、流式细胞术等方法,检测细胞因子水平、细胞表面标志物表达以及细胞活力等指标。实验选用 6 周龄的雄性和雌性 Sprague Dawley 大鼠,构建 Complete Freund’s adjuvant(CFA)诱导的炎症模型进行体内研究。

研究结果如下:

  1. 纳米乳剂的开发与表征:开发的 CUR-NE 由双模态成像剂(NIRF 成像染料 DiR 和19F MRI 造影剂 PFCE)组成,平均粒径约 130nm,多分散指数小于 0.2,zeta 电位接近电中性,具有良好的稳定性。姜黄素在纳米乳剂中的负载率为 79.23±0.6%,且在中性和酸性 pH 条件下呈现出持续释放的特性,在酸性条件下释放更为显著。
  2. 巨噬细胞对纳米乳剂的摄取及 CD86 表达变化:通过荧光显微镜和流式细胞术发现,巨噬细胞能高效摄取 CUR-NE 和无药纳米乳剂(DF-NE)。同时,CUR-NE 处理可显著降低 LPS 激活的巨噬细胞中 CD86(M1样巨噬细胞标志物)的表达,表明其具有抑制巨噬细胞向 M1样表型极化的潜力。
  3. 体外药理反应:ELISA 检测结果显示,CUR-NE 能剂量依赖性地抑制 LPS 激活的巨噬细胞释放促炎细胞因子 IL-β、IL-6 和 TNF-α,同时增加抗炎细胞因子 IL-10 的释放。此外,CUR-NE 还能减少一氧化氮(NO)的产生,并保护抗炎巨噬细胞免受铁死亡的影响。
  4. 体内抗炎效果:在 CFA 诱导的大鼠炎症模型中,NIRF 成像和组织学分析表明,CUR-NE 能显著减少炎症部位巨噬细胞的浸润,缓解炎症反应。免疫荧光结果证实,CUR-NE 主要定位于 CD40+CD68+(M1样)巨噬细胞中,且在炎症部位特异性积聚,对非靶器官的影响较小。

综合研究结论和讨论部分,这项研究意义重大。研究人员成功制备了具有良好稳定性和抗炎效果的 CUR-NE,它能够有效抑制巨噬细胞介导的炎症反应,为炎症性疾病的治疗提供了一种新的策略。CUR-NE 不仅降低了姜黄素的使用剂量,还提高了其抗炎效果,有望成为一种可用于临床的纳米药物。不过,研究也存在一定的局限性,例如未对不同性别在巨噬细胞浸润模式上的差异进行深入的统计学分析。未来,需要进一步开展相关研究,以更好地理解性别因素在炎症性疾病治疗中的作用,推动精准医学的发展。

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