標的に送達されたロブリン酸による炎症誘発性マクロファージの代謝再プログラミングは、関節リウマチの症状を効果的に改善します

Jul 21, 2023

Signal Transduction and Targeted Therapy volume 8、記事番号: 280 (2023) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

関節リウマチ (RA) は、通常関節に影響を与える一般的な慢性炎症性疾患です。抗RAハーブGentiana Macrophylla Pall.の成分であるロブリン酸（RBA）が強力な抗炎症活性を示すことが判明した。しかし、その医療応用は、その疎水性、標的化能力の欠如、および不明瞭な機能機構により制限されている。今回我々は、CD44 受容体と葉酸受容体の両方を標的とする pH 応答性デュアルターゲットドラッグデリバリーシステムヒッチハイク RBA (RBA-NPs) を構築し、その薬理学的メカニズムを調査しました。ラットRAモデルでは、ナノキャリアはRBAを炎症部位に効果的に送達し、遊離RBAと比較して治療成績を大幅に向上させるとともに、炎症性サイトカインレベルを大幅に低下させ、組織修復を促進しました。次の分析により、関節内の M1 マクロファージが RBA によって M2 表現型に再プログラムされたことが明らかになりました。炎症誘発性マクロファージと抗炎症性マクロファージのバランスは、関節リウマチにおける免疫恒常性の維持と過剰な炎症の防止に重要な役割を果たすため、この再プログラミングが抗関節リウマチ効果の原因であると考えられます。さらに、RBA-NP が ERK/HIF-1α/GLUT1 経路の遮断を介して解糖レベルを下方制御することにより、M1 から M2 への表現型の切り替えを駆動することを明らかにしました。したがって、我々の研究は、RBAの抗RA効率を著しく改善するターゲティング送達システムを開発しただけでなく、エネルギー代謝調節を通じてマクロファージを逆に再プログラムする潜在的な分子標的も同定した。

関節リウマチ (RA) は一般的な慢性自己免疫疾患であり、滑膜炎症と関節病変を特徴とする複雑な病理学的進行を示します。1 残念ながら、最近の免疫標的療法の進歩にも関わらず、約 40% の RA 患者は単剤による治療に反応しませんでした。一方、5 ～ 20% は現在のすべての薬剤に耐性があります 2、3、4、5、6、7、8。したがって、代替選択肢を提供する新しい分子標的薬および抗関節リウマチ薬が強く求められています。天然製品は、これらの課題を解決する機会を提供する可能性があります。東南アジアで関節リウマチの治療に用いられるハーブであるリンドウの抽出物に含まれるロブリン酸 (RBA) には、抗変形性関節症、抗炎症、TNF 関連症状の緩和などの強力な生物学的活性があることが発見されました。9、 10,11,12,13,14,15 ただし、RA モデルではまだテストされておらず、その機能メカニズムは不明です。ここで我々は、RBAが関節リウマチの症状を改善する可能性があることを発見し、その効果は局所のマクロファージ亜集団の変化に関連しているようだ。

マクロファージは、重要な免疫の役割を果たす非常に多様な食細胞です。16 おおよそ、ナイーブマクロファージ (M0) は、さまざまな刺激を受けた後、古典的な炎症誘発性 (M1) マクロファージまたは免疫抑制性 (M2) マクロファージに二極化する可能性があります。17、18、19 当然のことながら、これは、関節リウマチの発症中に M1/M2 比が異常に増加することです。20,21 標的 IL-10 遺伝子治療を使用して M1 マクロファージを M2 に再プログラムすると、関節炎に関連した関節の炎症や損傷を予防できる可能性があります。22 したがって、関節関連マクロファージのサブタイプを操作すると、はかなりの治療可能性を秘めており、RBA が M1 マクロファージを再プログラムしたという仮説がより妥当なものになります。したがって、我々は、RBA がマクロファージ部分集団のバランスをどのように再調整したかを調査しました。マクロファージの極性化と機能は、その代謝パターンと密接に関連しています。23 一般に、M1 マクロファージは解糖経路を利用して、炎症誘発性反応の高いエネルギー需要を満たすことができます。24、一方、M2 マクロファージは主に脂肪酸酸化 (FAO) と酸化的リン酸化に依存しています。 RA の進行中、炎症を起こした関節のマクロファージは、M1/M2 比の増加とともに代謝亢進解糖状態に切り替わるようです。 26 解糖阻害剤 2-DG を使用するか、重要な解糖酵素をノックダウンすると、マクロファージの炎症誘発性反応が抑制される可能性があります。 27 したがって、マクロファージは代謝モードを変えることで再プログラムできるようです。実際、我々は、RBA が腫瘍関連マイトジェン活性化プロテインキナーゼ (MAPK) ファミリーのメンバーであり、低酸素誘導因子 1α (HIF-1α) の上流活性化因子である細胞外調節プロテインキナーゼ (ERK) を刺激できることを発見しました。28 ,29,30 HIF-1α は、低酸素応答性マスターレギュレーター HIF-1 の重要な構成要素であり、活性化されると解糖経路に関与するタンパク質の発現を増強し、エネルギー生産モードをシフトします。31,32,33

1.5 or <0.667 and p-value of <0.05). b Significantly changed pathways of the differentially expressed up-regulated genes based on the KEGG analysis. The proteins affected by RBA-NPs treatment were enriched in fatty acid metabolism, glycolysis and other pathways. c–e The histogram of ECAR, relative ATP, lactate levels in different groups. The production of ECAR, relative ATP, lactate could reflect the glycolysis ability. Data represent mean ± SD (n = 5). *P < 0.05 vs. M0 group; #P < 0.05 vs. M1 group. f–h IL-1β, TNF-α, and IL-6 levels were analyzed by the kits. Data represent mean ± SD (n = 5). *P < 0.05 vs. M0 group; #P < 0.05 vs. M1 group. i Immunofluorescence staining of LDHA (green) and nuclei (blue) on M1 macrophages in different groups. Scale bar = 20 μm. LDHA was the last step in the process of catalytic glycolysis and an important indicator for measuring glycolysis process. j Immunofluorescence staining of ERK (red), HIF-1α (green), GLUT1 (red) and nuclei (blue) on M1 macrophages in different groups. Scale bar = 20 μm. RBA-NPs significantly blocked ERK/HIF-1α/GLUT1 pathway. k The proportions of M1 phenotype macrophages (CD86 + ) and M2 phenotype macrophages (CD206 + ) on M1 macrophages in different groups without or with treatment siERK were detected by flow cytometry assay. l The expressions of M1 phenotype (iNOS, TNF-α, IL-1β) and M2 phenotype (Arg-1, IL-10, TGF-β) macrophage makers genes were detected. Data were expressed as mean ± SD, n = 4. #P < 0.05 vs. Normal group; *P < 0.05 vs. M1 group/p>

1.5 or <0.667 and the p-value was <0.05./p>

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