近期，美国德克萨斯大学埃尔帕索分校药学院Md Nurunnabi团队在《Journal of Controlled Release》期刊2024年第370期上发表了题为“Cadherin-11 targeted cell-specific liposomes enabled skin fibrosis treatment by inducing apoptosis”的封面论文。系统性硬化症（systemic sclerosis， SSc）是一种严重的自身免疫性疾病，临床特征为皮肤和内脏纤维化。文献表明，在SSc表达的各种促纤维化蛋白中，钙粘蛋白-11（CDH11）可能是皮肤中存在的活化成纤维细胞的靶标 。此外， BCL-2（B细胞白血病/淋巴瘤2）基因可调节基质刚度，并被认为是细胞凋亡线粒体途径的重要驱动因素。因此，靶向 BCL-2 蛋白可能是诱导皮肤纤维化中肌成纤维细胞凋亡的有前途的策略。该团队采用一种创新的联合方法，开发了与CDH11 中和抗体 （antiCDH11） 偶联的脂质体 （LPS） 来靶向细胞表面 CDH11，并将BCL-2 抑制剂 Navitoclax （NAVI）装载到脂质体中，以诱导表达 CDH11 的成纤维细胞凋亡。体外和体内研究结果证实，共载两种药物的脂质体对表达CDH11的肌成纤维细胞选择性得到改善，提高了治疗效果，没有不良反应的迹象，在治疗皮肤纤维化方面显示出广阔的潜力。![]()
本项目中用到的NAVI，是艾伯维制药开发的一种BCL-2抑制剂，用于治疗淋巴瘤和骨髓纤维化。其在生理pH值下的溶解度较差。因此，需要一个特定部位的药物递送系统来封装它并将其运输到疾病部位。抗CDH11单克隆抗体是一种IgG1分子，通过阻断CDH11功能而具有治疗活性。作者选择脂质体作为递送载体，一方面防止药物生理性降解，促进药物在疾病部位的选择性积累，另一方面通过将脂质体与antiCDH11偶联，提高脂质体靶向性，将药物递送至目标靶点。本研究采用乙醇注入法，将HSPC与胆固醇一起用作核心形成脂质来制备脂质体。通过优化磷脂浓度、上样温度、药磷脂比等多种参数，最终得到粒径小、PDI小、上药量最大的目标脂质体。antiCDH11-NAVI-LPS的平均粒径为124.47±4.05 nm，zeta电位在−22和−26 mV之间，避免了储存过程中的颗粒聚集。antiCDH11-NAVI-LPS中的NAVI释放持续长达48小时，24 h时NAVI释放量为57.60±2.71%和68.45±2.37%，具有较好缓释特性。
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图1. LPS的制备与表征
将TGF-β1加入真皮成纤维细胞后，成纤维细胞向肌成纤维细胞分化，进一步表达CDH11、BCL-2、胶原（COL1α1）和α-SMA。结果表明，由于CDH11在活化的成纤维细胞中过表达，抗CDH11-FITC-LPS内化到TGF-β1活化的真皮成纤维细胞中比未活化的成纤维细胞显著，导致内化荧光增加。证明了抗CDH11-FITC-LPS摄取增强，是因为偶联的CDH11中和抗体对成纤维细胞表面CDH11蛋白的相互作用。
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图 2. 真皮成纤维细胞中LPS的细胞内化
作者进一步研究了 NAVI-LPS 和 antiCDH11-NAVI-LPS 是否可以抑制真皮成纤维细胞中 TGF-β1 诱导的成纤维细胞分化和 ECM 产生。结果表明，与NAVI-LPS相比，抗CDH11-NAVI-LPS显著抑制了TGF-β1诱导的CDH11、BCL-2、COL1α1和α-SMA表达上调。
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图3. 真皮成纤维细胞的体外治疗效果
接着考察了antiCDH11-NAVI-LPS在 BLM 诱导的皮肤纤维化的小鼠模型中。静脉给药时的生物分布。结果显示，抗 CDH11 偶联 LPS的实时成像，和给药后48小时后分离的皮肤组织的离体成像中观察到显著更高的DiR信号。此外，从生物分布研究中获得的皮肤切片用成纤维细胞特异性标记物（CD90）染色。观察到成纤维细胞对抗CDH11-LPS的选择性定位明显高于非靶向脂质体。本研究表明，当在纤维化小鼠中开始治疗时，抗CDH11偶联的LPS通过逃避免疫浸润直接靶向成纤维细胞和肌成纤维细胞。![]()
图4. LPS在皮肤纤维化小鼠模型中的生物分布
在体内药效研究中，抗 CDH11-NAVI-LPS 显着降低了 BLM 诱导的皮肤纤维化的严重程度，胶原沉积（蓝色区域）显着减少，真皮厚度显著降低，证实了ECM降解和促纤维化蛋白减少。此外，与NAVI相比，antiCDH11-NAVI-LPS能够减少纤维化皮肤中的ECM蛋白和其他纤维化蛋白，如钙粘蛋白-11、COL1α1、α-SMA和BCL-2，这些结果表明CDH11-NAVI-LPS治疗效果的显著增强。
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图5. LPS在皮肤纤维化小鼠模型中的体内治疗验证
- 通过将脂质体与antiCDH11 mAb偶联，提高脂质体的选择性，并将药物靶向递送至成纤维细胞和肌成纤维细胞中；
- 采用了一种创新的联合方法，即使用CDH11特异性单克隆抗体（antiCDH11 mAb）和BCL-2抑制剂（NAVI），通过诱导肌成纤维细胞凋亡和降低ECM蛋白水平来靶向CDH11和BCL-2等促纤维化蛋白，以治疗皮肤纤维化；
- 开发了博来霉素诱导的皮肤纤维化动物模型，该模型在人类皮肤纤维化的病理学上具有相似性，并评估了制备的脂质体的治疗效果。
Volume 370, June 2024, Pages 110-123https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.04.029
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Nurunnabi, Md 美国德克萨斯大学埃尔帕索分校，药学院制药科学系，副教授，2014年获韩国交通大学生物工程博士学位。此前，他在韩国交通大学获得生物工程硕士学位，并在发展替代大学获得药学学士学位。
（图片及信息源自https://hb2504.utep.edu/Home/Profile?username=mnurunnabi）
Bhatt HN, Diwan R, Estevao IL, Dong R, Smith J, Xiao C, Agarwal SK, Nurunnabi M. Cadherin-11 targeted cell-specific liposomes enabled skin fibrosis treatment by inducing apoptosis. J Control Release. 2024 Jun;370:110-123.
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