IF 10.2｜浙江樹人學(xué)院史麗云團(tuán)隊(duì)揭示青蒿源性的納米囊泡治療急性肺損傷和病毒性肺炎的作用機(jī)制
急性肺損傷（ALI）通常由嚴(yán)重的呼吸道感染引起，其特征是免疫細(xì)胞異常激活及強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致廣泛的肺組織損傷，最終發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）。肺泡巨噬細(xì)胞（AM）是一種常駐肺部的巨噬細(xì)胞群體，在維持組織穩(wěn)態(tài)、清除病原體和協(xié)調(diào)肺部先天免疫反應(yīng)方面發(fā)揮著重要作用，AM耗竭或分型轉(zhuǎn)變與肺部疾病息息相關(guān)。近年來，植物源性納米囊泡（PDNVs）因其調(diào)節(jié)宿主免疫并在多種疾病中表現(xiàn)出治療潛力而廣受關(guān)注，但其靶向細(xì)胞和潛在機(jī)制仍不明確。
2024年4月18日，浙江樹人學(xué)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院史麗云教授團(tuán)隊(duì)在Journal of Nanobiotechnology (IF 10.2)期刊發(fā)表題為“Modulation of alveolar macrophage and mitochondrial fitness by medicinal plantderived nanovesicles to mitigate acute lung injury and viral pneumonia”的文章。研究確定了黃花蒿源性的納米囊泡（ADNVs）可緩解肺部病理和組織損傷，并闡明了GABA作為關(guān)鍵的效應(yīng)介質(zhì)，通過修飾AM和線粒體以恢復(fù)組織穩(wěn)態(tài)，揭示了一種新的且有前景的ALI治療方法，為開發(fā)以青蒿為基礎(chǔ)的治療方法以對抗包括新冠肺炎在內(nèi)的關(guān)鍵炎癥性肺病提供了理據(jù)。
· 研究結(jié)果 ·
1、ADNVs中包裹的GABA介導(dǎo)其免疫調(diào)節(jié)作用
研究團(tuán)隊(duì)制備了青蒿衍生的納米囊泡（ADNVs），并先后通過體外、體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)ADNVs優(yōu)先被肺巨噬細(xì)胞攝取，促使巨噬細(xì)胞重新編程為抗炎M2型以發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。先前的研究報(bào)道，青蒿素通過γ-氨基丁酸（GABA）途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和功能，表明GABA途徑參與了青蒿或相關(guān)產(chǎn)品的作用模式，因此研究人員假設(shè)青蒿衍生的囊泡可能包裹GABA以介導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)作用。使用GC-MS分析超聲處理后ADNVs的主要成分，發(fā)現(xiàn)囊泡中GABA的平均濃度為3.98μg/mL，進(jìn)一步驗(yàn)證證實(shí)其功效與游離GABA相當(dāng)甚至更顯著。隨后，研究人員評估了抑制GABA受體對巨噬細(xì)胞反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)saclofen （GABABR抑制劑）給藥在很大程度上消除了ADNVs介導(dǎo)的炎癥信號傳導(dǎo)抑制，而bicuculline （GABAAR拮抗劑）治療發(fā)揮了相對溫和的作用，表明ADNVs通過GABA受體，特別是GABABR的參與發(fā)揮抗炎作用。進(jìn)一步檢測發(fā)現(xiàn)含有GABA的ADNVs改善了線粒體活性缺陷，減輕了氧化應(yīng)激，從而恢復(fù)了巨噬細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)以防止內(nèi)毒素誘導(dǎo)的不良反應(yīng)。
含GABA的ADNV抑制炎癥信號
2、肺泡巨噬細(xì)胞是ADNVs肺部保護(hù)作用所必需的
考慮到ADNVs在調(diào)節(jié)AM活性中的突出作用以及靜脈給藥時(shí)其在肺組織中的富集，研究人員推測ADNVs可能在肺免疫病理學(xué)中具有調(diào)節(jié)作用。利用氣管內(nèi)滴注內(nèi)毒素建立了急性肺損傷（ALI）小鼠模型，并給藥ADNVs評估其效果，結(jié)果顯示ADNVs治療顯著減輕了內(nèi)毒素引起的肺部炎癥，改善了小鼠肺部病理，進(jìn)一步研究表明ADNVs對肺泡巨噬細(xì)胞以及潛在的其他先天免疫細(xì)胞發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。通過檢測LPS刺激的小鼠中AM的線粒體狀態(tài)，驗(yàn)證了ADNVs的線粒體保護(hù)作用。為證實(shí)ADNVs對AM的直接作用，研究人員隨后應(yīng)用氯磷酸脂質(zhì)體（CL2MDP，巨噬細(xì)胞去除劑）消耗AM并評估ADNVs的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AM的耗竭損害了ADNVs在減輕內(nèi)毒素引起的肺部炎癥和損傷方面的作用，表明肺泡巨噬細(xì)胞是ADNVs發(fā)揮保護(hù)作用所必需的。
ADNVs的肺部保護(hù)作用需要肺泡巨噬細(xì)胞
3、ADNVs可保護(hù)小鼠免受流感病毒和SARS-CoV-2假病毒感染
接下來，研究人員驗(yàn)證了ADNV是否能預(yù)防流感肺炎，小鼠感染PR8型流感毒株后給予ADNVs，結(jié)果表明，ADNVs治療顯著改善了IAV感染小鼠的肺部病理，減少了細(xì)胞浸潤，并減少了BALF蛋白滲漏及病毒載量。此外，ADNVs的給藥還降低了促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，同時(shí)AM豐度恢復(fù)，MM和中性粒細(xì)胞的浸潤減少。因此，數(shù)據(jù)表明，ADNVs治療通過恢復(fù)AM的穩(wěn)態(tài)和組織完整性，為小鼠提供了對抗流感性肺炎的保護(hù)。隨后，研究人員驗(yàn)證了ADNV對SARS-CoV-2的預(yù)防保護(hù)作用，首先用Ad-hACE2感染小鼠，5天后再用SARS-CoV-2假病毒（psSARS）感染小鼠，組織學(xué)檢查顯示，氣管內(nèi)滴注psSARS導(dǎo)致中度但顯著的肺部炎癥和損傷，同時(shí)細(xì)胞浸潤、蛋白質(zhì)滲漏和促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生增加，ADNVs治療降低了病毒負(fù)荷，同時(shí)顯著抑制了促炎細(xì)胞亞群、MM和中性粒細(xì)胞的比例，這些數(shù)據(jù)表明ADNVs治療減輕了細(xì)胞因子風(fēng)暴樣病理，改善了肺組織的完整性，為小鼠抵御psSARS感染提供了保護(hù)。
ADNVs可保護(hù)小鼠免受SARS-CoV-2假病毒感染
· 結(jié)論 ·
本研究證明了蒿屬衍生的納米囊泡通過調(diào)節(jié)線粒體完整性和AM適應(yīng)度在減輕肺部病理和促進(jìn)疾病恢復(fù)方面的潛在作用，深入了解了ALI和ARDS的發(fā)病機(jī)制，并為開發(fā)新冠肺炎等關(guān)鍵呼吸道疾病的有效治療開辟了新途徑。
