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【中国生物技术网】南昌大学王小磊/潘秉兴改造纳米颗粒实现小胶质细胞炎性转变

作者：时间：2021-12-28

外周炎症引起白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促炎细胞因子的分泌，这些炎症因子可以通过血脑屏障 (BBB) 进入中枢神经系统，激活小胶质细胞并将其极化为促炎 M1 表型。已有多个证据表明M1型小胶质细胞参与抑郁症的发生、发展过程。

纳米材料药物递送系统能够在恰当的时机，将恰当剂量的药物递送到恰当的部位。光激活褪黑素释放纳米颗粒是将褪黑素包裹在能够感应PH值变化的转换纳米颗粒（UZPM）中，随后将聚乙二醇 (PEG，可提高生物相容性）和UZPM、褪黑素融合起来。在红外线刺激下能够实现快速释放褪黑素，这套纳米材料药物递送系统称为UZPM。

2021年12月12日南昌大学转化医学研究院王小磊教授、生命科学学院潘秉兴教授联合研究团队对UZPM系统进行改造，升级成为CAR-M-UZPM，能够实现有效抑制M1型小胶质细胞炎症活性，发挥抗抑郁作用。

研究人员在UZPM的基础上进行了改进，利用醛修饰的CTLA-4作为嵌合抗原受体（CAR）靶向基团，并通过醛/羟胺缩合修饰巨噬细胞表面，精准靶向M1型小胶质细胞，形成CAR-M-UZPM颗粒。

当上述颗粒与M1型小胶质细胞的表面共刺激因子CD86发生结合后能够抑制炎症信号通路，若在980纳米的红外线下照射下触发 ZIF-8 的结构紊乱以释放褪黑素，引起光敏的快速抗炎作用。

他们通过离体细胞实验发现褪黑素可以保护小胶质细胞免受脂多糖诱导的炎症反应：抑制促炎因子（IL-6和TNF-α）的释放，同时促进抗炎因子（IL-4和IL-10）的分泌。与此同时，能够促进M1型小胶质细胞向M2型小胶质细胞转换。

进一步离体细胞实验表明CAR-M-UZPM颗粒没有细胞毒性，在没有炎症的状态下，不能够通过血脑屏障。但在脂多糖引起的炎症反应，增加血脑屏障通透性后CAR-M-UZPM颗粒可抵达小鼠海马部位。

连续10天腹腔注射高剂量的LPS能够引起小鼠出现抑郁样行为，注射CAR-M-UZPM通过抑制促炎症因子，促进抗炎症因子的释放，明显改善抑郁样行为障碍。

已有研究表明炎症引起的抑郁症与海马脑源性神经营养因子（BDNF）的表达降低有关，而抗抑郁药物可以显著增加BDNF的表达发挥治疗作用。研究人员发现CAR-M-UZPM治疗后能够促进海马BDNF的表达，降低炎症相关蛋白表达。

CAR-M-UZPM治疗不仅能够缓解炎症引起的海马脑区神经营养因子表达异常，还能够缓解缓解炎症引起的杏仁核投射神经元过度兴奋。

总的来说，本文将材料科学整合到基础医学中，既实现了纳米颗粒研究应用的拓展，又解决了基础医学操纵小胶质细胞的世界难题。靶向M1型小胶质细胞的CAR-M-UZPM能够有效降低脂多糖引起的炎症反应，促进海马BDNF的表达，抑制杏仁核投射神经元的过度兴奋，发挥抗抑郁作用。

参考文献：

1.https://doi.org/10.1002/adma.202108525

原文链接：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1720355614120789085&wfr=spider&for=pc

编辑：邹亚玲

责任编辑：刘慧

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