中性粒细胞搭便车脂质体药物用于子宫内膜异位症的饥饿疗法

Neutrophil hitchhiking liposomal drugs for starvation therapy in endometriosis.

作者信息Mengni Zhou, Ying Wang, Caihua Li, Jinfu Li, Renbin Dou, Huanhuan Jiang, Yunjiao Zhang, Dawei Chen, Jiqian Zhang, Shasha Zhu
PMID40225582
发布时间2025-03-31
DOI10.7150/thno.107758

实验完整度

包含体外细胞实验(12Z和Ishikawa)、体内小鼠模型实验、RNA测序、Western blot、组织学分析等,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

人子宫内膜异位细胞系12Z 人子宫内膜癌细胞系Ishikawa 小鼠子宫内膜异位症模型

重点核对

cLipo-DC的ROS响应性药物释放(100 μM H2O2条件下释放增加) cLipo-DC对12Z和Ishikawa细胞的细胞毒性(48 h处理) cLipo-DC抑制糖酵解(LDHA、PKM2表达降低)和自噬(LC3 II和p62蛋白水平升高) cLipo-FITC在体内与中性粒细胞结合并蓄积于异位病变(腹腔注射后2 h和16 h检测) cLipo-DC的体内抗子宫内膜异位症效果(病灶体积减小,TUNEL阳性细胞增加)

摘要

理由:子宫内膜异位症以异位子宫内膜样组织的存在为特征,是妇科常见的慢性炎症性疾病。然而,目前的治疗,包括手术和激素疗法,往往疗效欠佳且伴有显著的不良反应。缺乏特异性靶向异位病变的药物递送系统仍然是开发更有效治疗的主要障碍。方法:利用子宫内膜异位病变内中性粒细胞的持续募集和活性氧(ROS)水平升高,我们设计了一种表面修饰有中性粒细胞靶向肽的ROS响应脂质体(cLipo)。采用微创小鼠子宫内膜异位症模型评估中性粒细胞介导的cLipo递送。此外,我们将葡萄糖类似物2-脱氧-D-葡萄糖(2-DG)和自噬抑制剂氯喹(CQ)共载入脂质体,形成名为cLipo-DC的制剂。使用人子宫内膜异位细胞(12Z)、子宫内膜癌细胞(Ishikawa)和子宫内膜异位症小鼠模型评估cLipo-DC的治疗效果。结果:尽管中性粒细胞搭便车策略在慢性炎症性疾病中鲜有报道,但我们发现,在子宫内膜异位症小鼠模型中腹腔注射后,cLipo能特异性结合中性粒细胞并蓄积于异位病变。随后,体外实验表明,cLipo-DC能有效抑制12Z和Ishikawa细胞的糖酵解和自噬,导致细胞死亡。此外,在子宫内膜异位症小鼠模型中,cLipo-DC的体内给药发挥了显著的抗子宫内膜异位症作用,且未检测到副作用。结论:本研究为子宫内膜异位症的非激素治疗提供了一种新型中性粒细胞搭便车平台。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何实现针对子宫内膜异位症异位病变的靶向药物递送,并通过非激素方式提高治疗效果?
核心机制
cLipo-DC通过中性粒细胞搭便车靶向异位病变,在ROS高表达环境下释放2-DG和CQ,同时抑制糖酵解和自噬,导致细胞死亡,发挥抗子宫内膜异位症作用。
主要证据
体外实验显示cLipo-DC抑制12Z和Ishikawa细胞的糖酵解和自噬并诱导细胞死亡;体内实验显示cLipo-DC在子宫内膜异位症小鼠模型中显著缩小病灶体积并增加凋亡细胞。
研究意义
本研究提供了一种中性粒细胞搭便车平台,用于子宫内膜异位症的非激素治疗。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

制备和表征cLipo-DC

制备ROS响应且具有中性粒细胞靶向的脂质体,并验证其理化性质和ROS响应性

通过薄膜水化法和硫酸铵梯度法分别包载2-DG和CQ制备cLipo-DC,并通过TEM、DLS、Zeta电位和药物释放实验表征其形态、粒径、电位和ROS响应性。

2

体外细胞毒性评估

评估cLipo-DC对子宫内膜异位细胞和子宫内膜癌细胞的杀伤效果

用不同浓度的cLipo-DC处理12Z和Ishikawa细胞48小时,用CCK-8检测细胞活力;用Live/dead染色观察细胞死亡。

3

糖酵解和自噬抑制验证

验证cLipo-DC抑制糖酵解和自噬的机制

通过Western blot检测自噬标志蛋白LC3、p62和糖酵解酶PKM2、LDHA的表达水平;用试剂盒检测乳酸和ATP含量。

4

体内靶向性评估

验证cLipo在体内通过中性粒细胞搭便车特异性地蓄积于异位病变

腹腔注射cLipo-FITC或Lipo-FITC,通过流式细胞术检测中性粒细胞上脂质体的阳性率;通过活体荧光成像和离体组织成像评估脂质体在异位病变的分布。

5

体内抗子宫内膜异位症疗效评估

评估cLipo-DC在子宫内膜异位症小鼠模型中的治疗效果

建立子宫内膜异位症小鼠模型,分组给予不同脂质体制剂,测量病灶体积,TUNEL染色检测凋亡,免疫荧光检测p62和LDHA表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
胆固醇Sigma-Aldrich57-88-5
硫酸铵Sigma-Aldrich7783-20-2
2-脱氧-D-葡萄糖MCEHY-13966
氯喹MCEHY-17589
DSPE-PEG2000-cFLFLFXi'an ruixi Biological Technology Co., Ltd.R-DT-0623
DSPE-TK-PEG2000Xi'an ruixi Biological Technology Co., Ltd.R-D526
DSPCXi'an ruixi Biological Technology Co., Ltd.LP-R4-076
细胞计数试剂盒-8ElabscienceE-CK-A362
L-乳酸比色分析试剂盒ElabscienceE-BC-K044-M
抗CD16/32抗体BioLegend101319
抗CD11b抗体BioLegend101228
抗Ly6G抗体BioLegend127607
重组抗SQSTM1/p62抗体AbcamEPR4844
重组抗β-Actin抗体Abcamab8226
LC3多克隆抗体Proteintech14600-1-AP
LDHA特异性多克隆抗体Proteintech19987-1-AP
PKM2特异性多克隆抗体Proteintech15822-1-AP
超敏ECL化学发光底物BiosharpBL520A
ATP含量检测试剂盒SolarbioBC0300
钙黄绿素AM和碘化丙啶BeyotimeC2015S
二氢乙啶BeyotimeS0063
一步法TUNEL凋亡检测试剂盒(绿色荧光)BeyotimeC1088
Ly6G特异性多克隆抗体ServicebioGB11229-100
Sephadex G-50 凝胶Cytiva17004301

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
脂质体制备
脂质组成(DSPC 60 mg,DSPE-TK-PEG2000 10 mg,DSPE-PEG2000-cFLFLF 10 mg,胆固醇 20 mg),溶剂(400 μL无水乙醇),水相(2 mL 40 mg/mL 2-DG和250 mM (NH4)2SO4),挤出膜孔径(100 nm),透析条件(MWCO 8-10 kDa,12 h),CQ装载(15 mg/mL,40°C,10-15 min)
阅读提示:详见Methods中“Synthesis and characterization of liposomes”部分
体外细胞实验
细胞系:12Z(1×10^4细胞/孔)和Ishikawa(2×10^4细胞/孔)接种于96孔板;药物浓度:2-DG 0.80 mg/mL,CQ 0.20 mg/mL;处理时间48小时;CCK-8检测时孵育30分钟
阅读提示:详见Methods中“Cell viability assay”和“Staining of live/dead cells”部分
Western blot检测
抗体:p62 (EPR4844, Abcam)、LC3 (14600-1-AP, Proteintech)、LDHA (19987-1-AP, Proteintech)、PKM2 (15822-1-AP, Proteintech)、β-actin (ab8226, Abcam);一抗4°C孵育过夜,二抗37°C孵育1小时;使用ECL试剂检测
阅读提示:详见Methods中“Western blotting”部分
体内靶向性实验
腹腔注射脂质体剂量(100 μL 50 mg/mL);检测时间点(2小时和16小时);流式检测标记中性粒细胞(FITC+CD11b+Ly6G+);中性粒细胞耗竭(anti-Ly6G抗体)和CXCR2/CXCR1拮抗剂的使用
阅读提示:详见Methods中“Flow cytometry analysis”和“Distribution of liposomes in mice”部分
体内疗效评估
小鼠品系:雌性Balb/c小鼠(6-8周,18-25 g);建模方法:腹腔注射供体小鼠子宫内膜碎片;给药方案:每两天腹腔注射200 μL,从第3天开始,持续2周;剂量:cLipo-DC含2-DG 8.00 mg/mL和CQ 2.00 mg/mL;测量指标:病灶体积(0.5×长×宽²)、TUNEL染色、免疫荧光检测p62和LDHA
阅读提示:详见Methods中“Model of endometriosis”和“In vivo therapy”部分