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文献解析|青蒿源性纳米囊泡在急性肺损伤和病毒性肺炎治疗中的创新探索

时间:2025-01-07 17:18:35
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引言与背景概述

急性肺损伤(Acute Lung Injury, ALI)及由其发展而来的急性呼吸窘迫综合征(Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS)是临床上常见的严重呼吸系统疾病,通常由严重的呼吸道感染引发。这类疾病以免疫细胞的异常激活和强烈的炎症反应为特征,进而导致广泛的肺组织损伤。肺泡巨噬细胞(Alveolar Macrophages, AM)作为常驻于肺部的巨噬细胞群体,在维持肺部组织稳态、清除病原体以及协调肺部先天免疫反应方面起着举足轻重的作用。近年来,植物源性纳米囊泡(Plant-Derived Nanovesicles, PDNVs)因其在调节宿主免疫和多种疾病治疗中的潜力而备受关注。然而,PDNVs的靶向细胞及其潜在的治疗机制尚未完全明确。在此背景下,浙江树人学院转化医学研究院的史丽云教授团队在《Journal of Nanobiotechnology》上发表的研究文章,为青蒿源性纳米囊泡(Artemisinin-Derived Nanovesicles, ADNVs)在治疗急性肺损伤和病毒性肺炎方面的作用机制提供了新的见解。

青蒿源性纳米囊泡的制备与特性

青蒿作为一种传统中药,具有广泛的生物活性,包括免疫调节和抗肿瘤特性。史丽云教授团队利用青蒿(特别是黄花蒿)制备了纳米囊泡ADNVs。这些纳米囊泡通过特定的制备工艺,不仅保留了青蒿的有效成分,还具备纳米材料的独特性质,如良好的稳定性和生物相容性。ADNVs的制备过程涉及复杂的物理和化学过程,最终形成的纳米囊泡具有均匀的粒径和形态,为后续的生物学实验提供了可靠的基础。

ADNVs在急性肺损伤中的治疗作用

1. ADNVs的靶向性与巨噬细胞的重编程

研究团队通过体外和体内实验发现,ADNVs优先被肺部的巨噬细胞摄取。这一特性使得ADNVs能够直接作用于肺部的关键免疫细胞,从而发挥其免疫调节作用。更重要的是,ADNVs能够促使巨噬细胞重新编程为抗炎M2型,这一转变对于减轻肺部的炎症反应至关重要。抗炎M2型巨噬细胞在维持组织稳态、抑制过度炎症反应以及促进组织修复方面发挥着重要作用。因此,ADNVs通过调节巨噬细胞的功能,为急性肺损伤的治疗提供了新的策略。

2. GABA作为关键效应介质的发现

γ-氨基丁酸(Gamma-Aminobutyric Acid, GABA)是一种广泛存在于脊椎动物、植物和微生物中的氨基酸,也是人体内重要的神经递质之一。先前的研究表明,青蒿素通过GABA途径调节细胞分化和功能。史丽云教授团队的研究进一步发现,ADNVs中包裹有GABA,并且GABA在ADNVs的免疫调节作用中发挥着关键作用。通过使用GABA受体抑制剂和拮抗剂进行实验,研究团队发现ADNVs通过GABA受体,特别是GABA B型受体(GABABR)的参与,发挥抗炎作用。这一发现不仅揭示了ADNVs的免疫调节机制,还为开发针对急性肺损伤的新型治疗药物提供了理论基础。

3. 线粒体活性的改善与氧化应激的减轻

除了调节巨噬细胞的功能外,研究团队还发现ADNVs能够改善线粒体的活性缺陷,并减轻氧化应激。线粒体是细胞内的“能量工厂”,其功能的正常与否直接影响到细胞的生存和凋亡。在急性肺损伤中,由于炎症反应和氧化应激的加剧,线粒体的功能往往受到严重损害。ADNVs通过恢复线粒体的活性,不仅有助于维持细胞的正常代谢,还能够减轻由氧化应激引起的细胞损伤。这一发现进一步支持了ADNVs在急性肺损伤治疗中的潜力。

ADNVs在病毒性肺炎中的保护作用

1. 对流感病毒的抑制作用

研究团队进一步验证了ADNVs在病毒性肺炎中的保护作用。他们利用小鼠模型研究了ADNVs对流感病毒的抑制作用。实验结果显示,给予ADNVs治疗的小鼠在感染流感病毒后,其肺部病理显著改善,细胞浸润和蛋白渗漏减少,病毒载量也显著降低。这些结果表明,ADNVs不仅能够抑制流感病毒的复制和传播,还能够减轻由病毒感染引起的肺部炎症反应。

2. 对SARS-CoV-2假病毒的预防作用

鉴于SARS-CoV-2(即新冠病毒)的严重危害,研究团队还评估了ADNVs对SARS-CoV-2假病毒的预防作用。他们首先用Ad-hACE2感染小鼠,使其肺部表达ACE2受体,从而增加对SARS-CoV-2的易感性。然后,在感染SARS-CoV-2假病毒前给予ADNVs治疗。实验结果显示,ADNVs治疗能够显著降低小鼠肺部的病毒负荷,并抑制促炎细胞亚群、巨噬细胞和中性粒细胞的浸润。这些结果表明,ADNVs对SARS-CoV-2假病毒具有显著的预防作用,为开发针对新冠病毒的新型治疗策略提供了有力支持。

结论与展望

本研究通过制备青蒿源性的纳米囊泡ADNVs,并深入探索其在急性肺损伤和病毒性肺炎中的治疗作用,揭示了ADNVs通过调节肺泡巨噬细胞和线粒体功能来恢复组织稳态的新机制。研究团队不仅发现了GABA作为ADNVs的关键效应介质,还验证了ADNVs对流感病毒和SARS-CoV-2假病毒的抑制作用。这些发现不仅为开发针对急性肺损伤和病毒性肺炎的新型治疗药物提供了理论基础,也为中药现代化和纳米医学的发展提供了新的思路。

在未来的研究中,我们可以进一步探索ADNVs在其他呼吸系统疾病中的潜在应用,如慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘等。同时,也可以深入研究ADNVs与宿主细胞之间的相互作用机制,以及如何通过优化制备工艺和提高生物利用度来进一步提升ADNVs的治疗效果。此外,随着纳米技术和生物技术的不断发展,我们有望将ADNVs与其他治疗手段相结合,如基因治疗、免疫治疗等,从而开发出更加高效、安全的新型治疗方案,为呼吸系统疾病患者带来更好的治疗效果和生活质量。

名称 货号 规格
Rabbit anti-TFAM Polyclonal Antibody(C-term) abs100638-50ul 50ul
Rabbit anti-ERK1/2 Polyclonal Antibody abs130092-50ug 50ug
Peroxidase-conjugated AffiniPure™ Goat Anti-Mouse IgG (H+L) 115-035-003 2ml
Peroxidase-conjugated AffiniPure™ Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) 111-035-003 2ml

 

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10.6 2024 Apr 18;22(1):190. doi:10.1186/s12951-024-02473-w

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