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  帕金森病(PD)是最常見的神經(jīng)退行性疾病之一，以多巴胺能神經(jīng)元進行性損傷和黑質(zhì)(SN) α-突觸核蛋白(α-syn)異常積累為主要特征。過度激活的腦免疫微環(huán)境是PD快速進展的關(guān)鍵因素，由腦內(nèi)常駐小膠質(zhì)細胞的神經(jīng)炎癥和腦外周免疫細胞的持續(xù)浸潤共同推動。為解決腦內(nèi)過度激活的小膠質(zhì)細胞中產(chǎn)生的神經(jīng)炎癥問題，目前已經(jīng)提出了許多策略，包括激活下游的抗炎信號通路如NF-κB或利用納米酶的生物催化。然而，值得注意的是，如果不能及時預(yù)防神經(jīng)炎癥產(chǎn)生的源頭或腦外周免疫細胞浸潤引起的免疫惡化，很難達到治療PD的目的。因此，需要綜合治療的方法以橋接腦內(nèi)部和外部以重塑PD過度激活的免疫微環(huán)境。

圖1. 過表達CCR2的工程細胞外囊泡納米制劑的制備及其對PD治療的調(diào)控示意圖

圖3. EVN調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞表型變化的藥理學(xué)機制。(A) Nrf2-GPX4信號通路示意圖。(B)不同處理后BV2細胞Nrf2和GPX4表達的WB分析。(C, D)各組Nrf2和GPX4的相對表達量，其中對照組的表達量表示為1 (I:對照組，II:模型，III: MSC^CCR2 EVs, IV: MSeN-DT, V: EVN, VI: tBHQ, VII: ML385, n = 5)。(E)流式細胞術(shù)檢測Fe2+熒光探針染色不同條件下BV2細胞內(nèi)Fe2含量的研究(I:對照組，II:模型，III: MSC^CCR2 EVs, IV: MSeN-DT, V: EVN, VI:(F) JC-1流式細胞術(shù)檢測不同處理后BV2細胞線粒體膜電位(I:對照，II:模型，III: MSC^CCR2 EVs, IV: MSeN-DT, V: EVN, n = 3)。(G)不同處理后BV2線粒體代表性生物透射電鏡圖像(紅箭頭:線粒體脊減少，綠箭頭:線粒體脊增加)

  基于之前的說法，他們假設(shè)所遞送的DT可以有效激活Nrf2，通過Nrf2?GPX4途徑消除上游ROS的產(chǎn)生，抑制鐵下沉(圖3A)。抑制鐵凋亡和阻斷上游ROS生成的一個重要方面是通過EVN傳遞的DT完全激活Nrf2表達。本研究以Nrf2激動劑叔丁基對苯二酚(TBHQ)和Nrf2抑制劑ML385分別作為陽性和陰性對照。如圖3B、C所示，EVN組通過抑制Keap1蛋白的表達，有效促進Nrf2的胞內(nèi)釋放。在PD患者的大腦中，細胞中GPX4的失活或減少導(dǎo)致脂質(zhì)活性氧的產(chǎn)生，從而誘導(dǎo)小膠質(zhì)細胞中的鐵死亡如圖3B、D所示，與對照組相比，MSeN-DT和EVN上調(diào)Nrf2和GPX4的表達。Fe²⁺水平升高是PD患者鐵代謝異常的直接原因。

圖4. EVN在體內(nèi)抑制神經(jīng)炎癥的能力評估。(A)不同處理小鼠SN中Iba-1(紅色)的代表性免疫熒光圖像及相應(yīng)的定量分析，其中假手術(shù)組Iba-1的相對MFI為1 (n = 3)。(B)流式細胞術(shù)研究不同處理小鼠中腦小膠質(zhì)細胞表型及不同條件下小膠質(zhì)細胞CD86和CD206的相應(yīng)百分比(n = 3)。

圖5. EVN阻止腦外周免疫細胞浸潤的體內(nèi)治療機制(A?F)不同處理小鼠腦內(nèi)MPO、DA、8-OHG、CCL2的相對定量(其中假手術(shù)組的相對表達量記為1,n = 5)。(H)各組腦內(nèi)巨噬細胞(CD45^high、CD11^b+)的流式細胞術(shù)分析和(I)定量分析。

  他們將8-羥基鳥苷(8-OHG)的表達水平作為氧化損傷的標(biāo)志物來評估EVN減輕PD腦氧化損傷的能力(圖5A)。與模型組相比，MSC^CCR2 EVs、MSeN-DT和EVN治療組8-OHG表達水平顯著降低，達到與假手術(shù)組相似的水平。這說明EVN具有較強的活性氧清除能力。多巴胺(DA)濃度是臨床評價PD治療效果的標(biāo)準(zhǔn)，如圖5B所示，他們還對這些小鼠紋狀體中DA的濃度進行了評估，以進一步證明EVN的治療作用。與PBS組比較，MSC^CCR2 EVs、MSeN-DT和EVN均使小鼠DA濃度升高。特別是，EVN處理小鼠的DA濃度恢復(fù)到與假手術(shù)組相似的水平。綜上所述，EVN通過激活Nrf2?GPX4通路，有效抑制腦內(nèi)小膠質(zhì)細胞的神經(jīng)炎癥。進一步研究了EVN在體內(nèi)抑制外周細胞浸潤的能力。

原文鏈接：

Engineered Extracellular Vesicle-Based Nanoformulations That Coordinate Neuroinflammation and Immune Homeostasis, Enhancing Parkinson''''s Disease Therapy. ACS Nano. 2024 Aug 15. doi: 10.1021/acsnano.4c04674.

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c04674