编者按
在2024年美国肝病研究学会(AASLD)年会上,温州医科大学附属一院卢明芹教授团队展示了其最新的研究成果——利用内毒素耐受树突状细胞来源的仿生外泌体负载铱纳米酶(ETDC-EM/Ir NPs-PVP)治疗急性肝衰竭。该研究通过构建ETDC来源的外泌体模拟物,并负载具有过氧化氢酶和过氧化物酶样活性的铱纳米酶,显著提升了治疗效率。在小鼠急性肝衰竭模型中,ETDC-EM/Ir NPs-PVP展现出了良好的抗炎和抗氧化作用,有效减轻了肝脏病理损伤,延长了小鼠生存时间。这一创新疗法为急性肝衰竭的临床治疗提供了新的思路,有望为改善患者预后带来重大突破。
研究背景和目的
急性肝衰竭(ALF)是短期内肝功能迅速恶化伴随全身多器官功能衰竭的一组临床综合征。发病过程伴随着氧化应激、线粒体功能紊乱等,其病因多样,发病机制复杂,目前缺乏令人满意的治疗方法。作为先天性免疫和适应性免疫之间桥梁的树突状细胞(DC)是机体内功能最强的抗原提呈细胞(APC)。内毒素耐受(ET)被定义为首次接受小剂量脂多糖(LPS)刺激后对后续大剂量或致死剂量的LPS刺激表现为反应性降低的现象。我们以往的研究发现内毒素耐受的树突状细胞(ETDC)具有良好的抗炎作用。然而直接输注ETDC治疗在活体内的稳定性较差,因此我们设计了内毒素耐受树突状细胞来源的外泌体模拟物(ETDC-EM),与传统的外泌体(Exo)相比,外泌体模拟物(EMs)的产率大大提高,获得过程更加简单便捷。聚乙烯吡咯烷酮稳定的铱纳米颗粒(Ir NPs-PVP)是首次被报道为具有内在过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)样活性的多酶模拟物,研究表明其在细胞水平能够有效的清除活性氧(ROS)。
本研究构建了ETDC来源的EMs,同时在ETDC-EM的抗炎基础上负载Ir NPs-PVP进行抗氧化作用,通过尾静脉将 ETDC-EM/Ir NPs-PVP 注入ALF小鼠体内探讨ETDC-EM/Ir NPs-PVP在急性肝衰竭中的治疗作用,,此研究能够为急性肝衰竭的临床治疗提供一种新的思路。
研究方法
从小鼠体内提取骨髓来源的树突状细胞(BMDCs),在第5天用100 ng/mL的脂多糖(LPS)刺激,第7天用1 μg/mL的LPS刺激,将BMDCs转化为内毒素耐受性树突状细胞(ETDCs)。采用乙醇热还原法制备了分散性良好的铱纳米粒子酶(Ir NPs-PVP),并对其进行了表征。通过尾静脉注射将ETDC-EM/Ir NPs-PVP注入健康雄性小鼠体内,随后通过腹腔注射D-氨基半乳糖(D-GaIN)和LPS,以建立小鼠急性肝衰竭模型。之后观察其对肝脏的影响。
研究结果
流式细胞仪结果显示经过GM-CSF和IL-4诱导分化后的小鼠骨髓来源的树突状细胞纯度为75.7%。光学显微镜结果显示经过两次LPS刺激后得到的ETDC与没有经过LPS刺激的BMDC形态相似,而仅仅经过一次大剂量LPS刺激的mDC表面突起更多。
图1:(a)ETDC-EM中Ir NPs-PVP含量检测。(b)ETDC-EM/Ir NPs-PVP中Ir NPs-PVP代谢检测。(c)ETDC-EM/Ir NPs-PVP的紫外可见光谱。(d)通过体内成像系统捕获的小鼠肝脏荧光图像。(e)体内成像定量结果
图2:(a)健康组、急性肝衰竭组、Ir NPs-PVP组、ETDC-EM组和ETDC-EM/Ir NPs-PVP组小鼠肝组织的HE染色。(b)肝组织中IL-1β的免疫组化染色。(c)肝组织中TNF-α的免疫组化染色。(d)TNF-α免疫组化染色的定量。(e)IL-1β免疫组化染色的定量。(f)小鼠血清中TNF-α的表达水平。(g)小鼠血清中IL-1β的表达水平。(h)小鼠血清中ALT水平。(i)小鼠血清中AST水平。
研究结论
在这项研究中,我们证实了Ir NPs-PVP具有良好的抗氧化作用而ETDC-EM在体内外具有抗炎作用,经过推挤法获得的ETDC-EM/Ir NPs-PVP在小鼠体内具有良好的抗炎抗氧化作用,在一定程度上能够缓解急性肝衰竭小鼠肝脏的炎症反应,对肝脏起到保护作用。
专家简介
(来源:《国际肝病》编辑部)
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