急性心肌梗死(MI)是全球范围内导致死亡和残疾的主要因素。对于心肌梗死患者,首要治疗措施是通过溶栓疗法或经皮冠状动脉介入治疗进行及时的心肌再灌注,以减少急性心肌缺血所造成的损伤和限制心肌梗死的面积。然而,再灌注所引发的心肌细胞死亡现象,也被称为心肌再灌注损伤,目前尚无有效的治疗手段。警报蛋白S100A9已被认为是治疗心肌梗死的潜在靶点。短期内阻断心肌缺血后炎症阶段的S100A9,可以有效抑制全身和心脏炎症,进而长期改善心功能。因此,有效降低缺血心肌组织中S100A9的水平,对于修复受损的心肌具有重要的治疗意义。
RNA干扰(RNAi)因其特异的基因沉默能力,在多种治疗策略中展现了广阔的前景。然而,RNAi的临床转化面临重大障碍,主要源于小干扰RNA(siRNA)生物利用度的限制。这些限制包括siRNA易被酶水解、半衰期短、脱靶效应、细胞吸收不佳以及潜在的免疫原性。因此,本研究构建了一种新型的siRNA靶向递送系统——工程化巨噬细胞膜包裹的siRNA纳米颗粒(MMM/RNANPs)。该系统利用慢病毒转染巨噬细胞,从而使其膜上高表达HA(血凝素)和RAGE(晚期糖基化终产物受体),能够精准靶向炎症环境中的受损心肌,并避免溶酶体消化的破坏。
在体内实验中,通过建立心肌缺血再灌注损伤(MIRI)小鼠模型进行验证,结果显示MMM/RNANPs能够有效迁移至心肌损伤部位。静脉注射该纳米颗粒显著降低了血清和心肌组织中的S100A9水平,缩小了心肌梗死面积,并改善了心功能。MMM/RNANPs有望成为siRNA转运的有效载体,展现出作为MIRI治疗新策略的潜力。
2024年9月,来自安徽医科大学第一附属医院的JunXie(谢峻)团队在《Advanced Science》上发表了题为《Engineered Macrophage Membrane-Coated S100A9-siRNA for Ameliorating Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury》的文章。研究提出了一种新型的纳米载体系统,利用工程化巨噬细胞膜和阳离子聚合物的组装来运输siRNA。这种纳米载体系统能够有效靶向受损心肌,并发挥内体逃逸作用,从而高效转运siRNA,成为MIRI治疗的一种新方法。
研究者通过构建高表达HA和RAGE的巨噬细胞,并进行一系列实验,包括凝胶色谱、动态光散射仪、透射电子显微镜等对MMM/RNANPs进行表征,验证了巨噬细胞膜的表面高表达HA和RAGE。
研究还检测了MMM/RNANPs在体外的内体逃逸和S100A9靶向结合能力,发现MMM/RNANPs的靶向结合能力显著高于其他组。同时,体外治疗效果显示MMM/RNANPs对靶基因的最佳抑制效果,且其在体内的靶向性得到了证实。
最终,MMM/RNANPs在MIRI小鼠模型中展现出了显著的治疗效果,不仅降低了血清中炎症因子的水平,还有效提高了心脏的左心室射血分数,并减轻了心肌损伤。此外,生物安全性评估显示MMM/RNANPs不引发显著的组织器官损伤,证明了其良好的生物相容性。
本研究由尊龙凯时提供的慢病毒服务支持,为心肌梗死的治疗提供了新的研究方向和思路,推动了生物医疗领域的发展。