心血管疾病研究所2022年第1期（总22期）“Lab and Journal Club”学术沙龙

心血管疾病研究所2022年第1期（总22期）“Lab and Journal Club”学术沙龙

新年伊始，逐梦不止，心研所2022年第1期的学术沙龙活动在1月7日下午如期召开，本次活动邀请了研究所的桑芒芒和李月梅副研究员。桑芒芒为大家分享了Nicholas J. Leeper团队最新研究成果，有关单壁碳纳米管递药体系在治疗动脉粥样硬化方面的新发现。李月梅汇报了个人最新研究进展：上转换发光纳米酶制备及治疗心脑血管疾病疗效的研究。

主讲人：桑芒芒

汇报内容：Pro-efferocytic nanoparticles are specifically taken up by lesional macrophages and prevent atherosclerosis

研究背景：CD47作为巨噬细胞上信号调节蛋白-α（SIRPα）的配体发挥作用。在这种相互作用后，SIRPα激活含有Src同源2结构域的磷酸酶-1（SHP-1），以介导抑制吞噬功能的细胞内信号。研究发现，AS斑块中，死细胞会释放抗吞噬信号CD47，在AS斑块中高表达，这种信号级联促进动脉粥样斑块扩张。采用CD47下游效应分子SHP-1的小分子抑制剂（SHP1i），可恢复巨噬细胞的吞噬能力

研究设计及表征：成功制备单层碳纳米管SWNT-PEG-Cy5-SHP1i。透射电子显微镜（TEM）所示，PEG功能化纳米管是分散良好的圆柱形纳米粒。紫外-可见光谱验证了SHP1i的存在。SHP1i特征吸收光谱在230、320和490 nm处的吸收峰。表面电荷为7.19±2.53 mV。体外释药实验结果表明，该系统在一周内逐渐卸载大量的药物，它可能在体内实现长循环。

体外功能性评价：流式细胞实验验证，单层碳纳米管容易被巨噬细胞摄取，且稳定滞留在巨噬细胞内。这种摄取能力明显优于抗CD47，游离药物SHP1i，空纳米管等样品。纳米管具有显著的吞噬能力。

体内药代动力学与靶向性考察：单壁碳纳米管的药代动力学分析表明，其具有良好的血清稳定性和1.64小时的血液半衰期。观察到富含巨噬细胞的清除器官（如脾脏和肝脏）中纳米管的摄取量较高。证明了治疗一周后，相对于周围非动脉粥样硬化性主动脉，微解剖斑块内局部SWNT的特异性聚集。纳米管被病变的巨噬细胞吸收。

体内抗炎能力评估：采用了两种独立的动脉粥样硬化小鼠模型：皮下注射血管紧张素快速模型，长期喂养高脂饮食的慢性模型。与对照治疗相比，通过每周注射SWNT-SHP1i治疗在两种模型和两性中均产生显著的抗动脉粥样硬化作用。对肺泡内SHP-1磷酸化的分析证实SWNT-SHP1i阻断CD47-SIRPα下游抗吞噬信号的关键效应子。动物病变中SWNT-SHP1i含量较高，显示出更小的坏死核心及凋亡小体的减少。大规模单细胞RNA测序对来自SWNT-Cy5治疗的主动脉的白细胞进行检测。检测到七个不同的白细胞簇。簇5含有一种“巨噬细胞样”细胞类型。WNT-SHP1i处理的病变巨噬细胞富含与吞噬功能相关的基因，炎症反应降低，单核白细胞趋化性降低。巨噬细胞下调白细胞介素-1和干扰素-γ相关基因。

体内生物安全性评价：SHP1i共轭单壁碳纳米管具有良好的生物相容性和耐受性。

结果与展望：开发了一种单壁碳纳米管递药体系，它具有较好的生物相容性，可降解性。能够特异性靶向动脉粥样硬化斑块病变巨噬细胞，并易于被巨噬细胞摄取，且稳定。特异性释放CD47抑制剂SHP1i，改善巨噬细胞吞噬能力。有效降低斑块炎症反应，抑制细胞凋亡。该递药系统能够显著降低斑块面积，有效治疗动脉粥样硬化。未来的研究应该关注这种促效应纳米疗法是否可以促进晚期动脉粥样硬化斑块的稳定。

主讲人：李月梅

汇报内容：上转换发光纳米酶制备及治疗心脑血管疾病疗效的研究

纳米酶是一类类似天然酶活性的纳米材料，纳米酶的出现改变了认为无机材料化学惰性的认识。经济性，稳定性高，成本低等优点，在生物医学领域得到了广泛的应用。在全面贯彻健康中国策略的背景下，纳米酶具有更广阔的应用前景。本课题研究利用稀土离子掺杂氧化铈纳米材料（Ln3+/CeO2-x）治疗血管内皮损伤，研究Ln3+/CeO2-x对血管内皮细胞损伤的治疗效果；探究Ln3+/CeO2-x对血管内皮细胞免受氧化损伤的生物机理；并利用稀土掺杂实现准确的上转换荧光定位，观察血管内皮细胞氧化应激过程，解析Ln3+/CeO2-x与血管内皮细胞相互作用机制；有望更好更加精准的治疗由氧化应激引起的血管内皮细胞的损伤，为防治因血管内皮细胞损伤造成的心血管并发症提供研究基础及理论依据。