克服網狀內皮系統(tǒng)（RES）的阻礙一直是納米顆粒作為藥物載體的一個重要挑戰(zhàn)。聚乙二醇（PEG）修飾的納米粒有助于避免巨噬細胞的清除，但也抑制了靶細胞對納米粒的內化。而與PEG修飾不同，RES封閉策略是一種抑制/清除巨噬細胞以提高納米粒體內遞送效率的策略。常規(guī)的RES封閉策略是通過預先注射有機或無機材料來抑制/殺死巨噬細胞，但是這些材料往往具有系統(tǒng)毒性。因此，采用空白脂質體（CL）封閉RES是安全且更適合臨床的治療方式， 然而，CL在RES中清除速度較快，因此每次治療都需要重復注射CL以再次封閉RES，所以具有劑量大和時效性差的缺陷。

以此為切入點，基于CD47蛋白與巨噬細胞表面受體SIRPα蛋白互作后激發(fā)“don’t-eat-me”信號通路能夠抑制巨噬細胞的吞噬作用，西南大學藥學院特聘教授李翀課題組設計了一種新型RES封閉策略（“Don’t-eat-us”策略）以長時間特異性地抑制巨噬細胞攝取能力。在該研究中，李教授帶領唐宜軒博士等人設計了一種CD47衍生的、耐酶解的D型Self肽（D-Self, DS），并將其修飾在空白脂質體表面（DSL）。DSL進入體內后會快速與巨噬細胞作用，而DS與SIRPα的互作使DSL能夠長期抑制巨噬細胞的吞噬能力，使后續(xù)注射的制劑可以有效規(guī)避被巨噬細胞快速清除。該結果于2019年11月發(fā)表在ASCNANO期刊上（IF 13.7），《Overcoming the Reticuloendothelial System Barrier to Drug Delivery with a “Don’t-Eat-Us” Strategy》

實驗介紹

采用同源模建和分子對接得到小鼠CD47蛋白的活性功能序列—天然“Self”肽（Natural Self peptide, NS），采用逆反異構化設計得到耐酶解的D型Self肽（DS）。多肽經固相合成后，通過Nicoya OpenSPR分子互作儀測定多肽與小鼠SIRPα蛋白的動力學參數(shù)，結果顯示DS與小鼠SIRPα的結合常數(shù)為0.64μM（kD）（圖1b），類似于天然L型肽（kD=0.57μM）（圖2），證明構建的D型多肽（DS）能完整模擬L型多肽（NS）的生物活性。

圖1.DS與小鼠SIRPα動力學檢測

圖2. SPR檢測天然肽與小鼠SIRPα間相互作用

體外實驗：基于上述OpenSPR篩選出的高活性DS，將其標記在脂質體上（DSL），并用于細胞攝取實驗，結果顯示DSL與巨噬細胞作用后，在體外可在細胞上維持超過24小時。

圖3. CL與DSL 處理的細胞成像

體內實驗

將DSL注入小鼠體內后，結果顯示DSL從肝臟和脾臟的延遲清除超過48小時（圖4a，b）。在DSL預處理后繼續(xù)尾靜脈給與PLGA納米粒（PLGA NP），結果顯示PLGA NP的體內循環(huán)時間被顯著延長，且在肝臟和脾臟的分布明顯減少（圖4c，d）。

圖4

疾病模型驗證，用腦靶向配體蜂毒明肽（APA）修飾PLGA NP（APA-PLGA NP），注入體內，成像顯示通過DSL封閉RES后增強了APA-PLGA NP腦靶向遞送的能力，而大劑量CL封閉RES后，也會對內皮細胞的攝取產生一定的抑制作用，阻礙了APA-PLGA NP的靶向遞送。

圖5.APA-PLGANP穿越BBB的觀察。給藥后2小時用LSFM觀察小鼠大腦中APA-PLGA-NP（綠色）的三維熒光圖像，DLS處理的APA-PLGA NP穿越BBB的效果顯著增強。

總結

這些結果表明通過Nicoya OpenSPR篩選得到的高親和力的DS，并用其標記脂質體（DSL），這些DSL無論在細胞學實驗還是疾病模型的實驗中都表現(xiàn)出良好的延時清除現(xiàn)象，而在DSL預處理后給與納米粒，可以在維持納米粒與靶細胞的顯著親和力的情況下顯著延長納米粒的循環(huán)時間，從而明顯提升納米粒的靶向遞送和在體療效。該策略為長循環(huán)遞藥研究提供了新的思路，并且因為無需對遞藥系統(tǒng)進行額外化學修飾，該策略可與各類遞藥系統(tǒng)聯(lián)用，具有廣泛的應用前景。