凋亡小体包封的纳米颗粒通过乳酸介导的巨噬细胞极化调节炎症

Apoptotic body-encapsulated nanoparticles regulate inflammation through macrophage polarization mediated by lactic acid.

作者信息Hai-Cun Zhou, Jian-Ping Long, Tao Yang, Zhi-Hen Yan, Wen-Wen Yu, Chang-An Guo, Xiao-Qin Liang, Xin-Yan Yan
PMID41664606
期刊Ann Med
发布时间2026-12
DOI10.1080/07853890.2026.2624211

实验完整度

包括体外细胞实验(RAW264.7巨噬细胞极化、ROS检测、WB、ELISA)、体内动物模型(小鼠肝炎和结肠炎模型)及安全性评价,并包含机制验证(TLR4/NF-κB通路)。

主要模型

RAW 264.7巨噬细胞(LPS活化) L929成纤维细胞(对照) 小鼠急性肝炎模型(LPS+d-半乳糖胺诱导) 小鼠急性结肠炎模型(DSS诱导)

重点核对

ABNs的制备:ABs与Ns以1:2比例超声融合 体外实验:LPS(100 ng/mL)活化RAW264.7细胞,ABNs浓度(200、400、800 μg/mL)处理 体内肝炎模型:LPS(5 μg/g)和d-半乳糖胺(300 μg/g)诱导,ABNs剂量100 mg/kg静脉注射 体内结肠炎模型:3% DSS饮水诱导10天,ABNs剂量100 mg/kg静脉注射

摘要

背景:炎症与多种疾病相关。炎症相关疾病的治疗是全球重大负担。最近的研究发现,乳酸及其信号通路可以通过巨噬细胞极化抑制炎症反应,且无任何毒副作用。目的:本研究旨在开发一种合理的药物递送系统,能够在目标区域释放乳酸。方法:我们提取了巨噬细胞来源的凋亡小体(ABs)来制备凋亡小体包封的纳米颗粒(ABNs),并评估了ABNs释放的乳酸量及其安全性。然后,我们观察了ABNs的抗炎作用以及体外和体内巨噬细胞的表型分布。结果:ABNs在体外和体内被活化的巨噬细胞特异性摄取。ABN处理后,活化巨噬细胞中活性氧和炎症信号蛋白的水平显著降低。ABNs减轻了结肠和肝脏组织的炎症,降低了血清中TNF-α和IL-1β的表达,并抑制了TLR4/NF-κB蛋白的表达。免疫荧光图像显示,ABNs促进了M1巨噬细胞(CD86+)向M2表型(CD206+)的转化。在ABN处理组中,CD86和iNOS的表达降低,而CD206和Arg-1的表达显著增加。细胞毒性试验显示ABNs无明显细胞毒性作用。结论:ABNs可以通过局部释放乳酸调节巨噬细胞的表型转化,改善小鼠肝脏和结肠的炎症和损伤。我们的研究表明,所提出的纳米系统可以作为释放乳酸以有效减轻炎症的有前景的递送平台。

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
开发一种能够局部释放乳酸的药物递送系统,通过调节巨噬细胞极化来减轻炎症。
核心机制
ABNs通过局部释放乳酸,抑制TLR4/NF-κB炎症信号通路,促进巨噬细胞从M1表型向M2表型转化,从而减轻炎症。
主要证据
体外实验显示ABNs被活化巨噬细胞特异性摄取,降低ROS和炎症蛋白,促进M2极化;体内实验显示ABNs在肝炎和结肠炎模型中减轻组织损伤,降低血清炎症因子,并抑制TLR4/NF-κB表达。
研究意义
该纳米系统可作为有前景的抗炎治疗策略,为基于乳酸靶向递送治疗炎症相关疾病提供新思路。

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

提取和验证凋亡小体及膜

确认凋亡小体的提取和膜成分的去除。

用IL-4(20 ng/mL)刺激RAW264.7细胞24小时获得M2巨噬细胞,用星形孢菌素(0.5 µM)处理15小时诱导凋亡,通过离心和过滤分离ABs。ABm通过低渗裂解、超声和离心提取。

2

合成和表征ABNs

合成ABNs并验证其结构和膜蛋白保留。

合成PEG-b-PCL聚合物,与丙交酯按1:4比例制备载药Ns,与ABm按1:2比例超声融合形成ABNs。通过TEM、DLS、zeta电位、荧光共定位和Western blotting表征。

3

乳酸释放检测

验证ABNs能够持续释放乳酸。

使用乳酸含量检测试剂盒测定体外和巨噬细胞培养上清中的乳酸浓度,以及体内血清乳酸浓度。

4

体外巨噬细胞摄取实验

验证ABNs被活化巨噬细胞特异性摄取。

用PKH67标记ABs和ABNs,DiR标记Ns,与LPS活化的RAW264.7细胞共培养,观察荧光摄取,并使用L929细胞作为对照。

5

体外巨噬细胞极化实验

评估ABNs对巨噬细胞极化的影响。

LPS活化的RAW264.7细胞分别用PBS、ABs、Ns和ABNs处理,通过显微镜观察形态,Western blotting检测M1/M2标记物,ELISA检测细胞因子。

6

体外炎症抑制实验

验证ABNs抑制巨噬细胞炎症反应。

检测ROS水平,ELISA检测炎症因子,Western blotting检测炎症信号蛋白。

7

小鼠肝炎模型实验

评估ABNs在体内的抗炎效果。

建立LPS和d-半乳糖胺诱导的急性肝炎模型,静脉注射ABNs等药物,检测体重、血清炎症因子、肝组织HE染色、IHC凋亡、免疫荧光和Western blotting。

8

小鼠结肠炎模型实验

评估ABNs对结肠炎的治疗效果。

建立DSS诱导的急性结肠炎模型,静脉注射ABNs等药物,记录体重和DAI评分,检测结肠长度、HE染色、免疫组化、ELISA和Western blotting。

9

安全性评价

评估ABNs的体外和体内安全性。

CCK-8法检测细胞毒性,体内注射ABNs后监测体重、血常规、肝功能和组织病理学。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
星形孢菌素MedChemExpress62996-74-1
DiR碘化物MedChemExpress100068-60-8
PKH67Umibio Science and Technology Group--
FITC偶联Annexin V凋亡检测试剂盒BD Biosciences Pharmingen556547
DMEM培养基Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素溶液Beyotime BiotechnologyC0222
乳酸含量检测试剂盒SolarBioBC2235
活性氧检测试剂盒SolarBioCA1410
CCK-8检测试剂盒Yeasen Biotech Co.40203
小鼠IL-10 ELISA试剂盒Jianglai Biotechnology Co. Ltd.JL20242
小鼠TGF-β ELISA试剂盒Jianglai Biotechnology Co. Ltd.JL13959
小鼠IL-1β ELISA试剂盒Jianglai Biotechnology Co. Ltd.JL18442
小鼠TNF-α ELISA试剂盒NeoBioscienceEMC102a
抗CD86抗体Novus BiologicalsNBP2-6882A
抗CD14抗体PTM BIOPTM-5129
抗CD206抗体Abcamab64693
抗iNOS抗体Abcamab178945
抗Arg1抗体Abcamab233548
Annexin V抗体Abcamab14196
抗occludin抗体Abcamab216327
抗ZO-1抗体Abcamab216880
抗claudin-1抗体Abcamab15098
抗Bcl-2抗体Abcamab59348
抗Bax抗体Abcamab32503
抗caspase 3抗体Abcamab45822
抗β-actin抗体Abcamab8227
抗TLR4抗体Fine Biotech Co., Ltd.FNab08727
抗p65抗体Fine Biotech Co., Ltd.FNab09875
山羊抗小鼠IgG(H+L)罗丹明偶联物ProteintechSA00007-1
山羊抗兔IgG(H+L) FITC偶联物ProteintechSA00003-2
d-半乳糖胺SolarBio1772-03-8
葡聚糖硫酸钠MedChemExpress9011-18-1
脂多糖Beyotime BiotechnologyS1735
BCA蛋白测定试剂盒SolarBioPC0020
RIPA裂解液SolarBioR0020
Annexin V/FITC/PI检测试剂盒文中未明确说明--
Zetasizer Nano ZSEMalvern--
倒置荧光显微镜IX71 + DP71Olympus--
Tecnai SpiritFEI--
Infinite M200 PROTecan--
日立7080Hitachi High-Tech--

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
凋亡小体提取
诱导凋亡的星形孢菌素浓度(0.5 µM)和处理时间(15小时),低速离心和过滤步骤(5 μm和1 μm滤膜)
阅读提示:Materials and methods 2.3节
ABNs合成
Ns与ABm比例(1:2),超声条件(2分钟),药物装载过程(甲醇挥发,冻干)
阅读提示:Materials and methods 2.4节
体外细胞实验
LPS活化浓度(100 ng/mL)和时间(24小时),ABNs浓度(200, 400, 800 μg/mL),处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods 2.8节
体内肝炎模型
小鼠品系、年龄、性别(BALB/c,8-12周,雄性),LPS剂量(5 μg/g)和d-半乳糖胺剂量(300 μg/g),ABNs给药剂量(100 mg/kg)和给药频率(每天一次,5天)
阅读提示:Materials and methods 2.12节
体内结肠炎模型
DSS浓度(3%)和持续时间(10天),ABNs给药剂量(100 mg/kg)和给药时间(第2,4,6,8,10天)
阅读提示:Materials and methods 2.13节