巨噬细胞中NOX2介导的活性氧(ROS)大量爆发是急性痛风性关节炎(GA)发病的核心诱因,而现有临床药物缺乏精准调控能力。
2026年5月30日,山西医科大学张瑞平、郑子良、代蓉共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为NIR-II-Trackable LYTACs Phyto-Nanotheranostics for Source-Microenvironment Dual-Track ROS Regulation in Acute Gouty Arthritis的研究论文。本研究构建了一种新型纳米材料TPR-LYTACs。
该材料以茶多酚与酸化芦丁制备的纳米核心TPR为基础组装而成;具备抗氧化活性的TPR核心通过模块化组装,偶联靶向NOX2的抗体与马来酰化牛血清白蛋白,实现从源头抑制活性氧生成,形成ROS双通路调控模式。在大鼠急性GA模型中,TPR-LYTACs靶向性优异,可有效控制局部炎症,近红外二区荧光成像证实其能特异性富集于病灶部位。
本研究由此建立“ROS源头抑制+微环境清除”的全新治疗策略,为炎症性疾病的精准治疗提供了新方向。
痛风性关节炎(GA)已成为全球日益严峻的公共卫生问题,该病属于代谢性疾病,核心特征为高尿酸血症,会导致关节内形成并沉积针状单钠尿酸盐(MSU)晶体。GA急性发作时,受累关节会出现剧烈疼痛、肿胀、发红,严重影响患者日常活动与生活质量。
巨噬细胞吞噬并识别MSU晶体后,会促使ROS大量生成,进而激活NOD样受体热蛋白结构域蛋白3(NLRP3)炎症小体,释放多种炎症因子,最终诱发急性GA。目前治疗急性GA的一线药物包括秋水仙碱、非甾体抗炎药(NSAIDs)与糖皮质激素,但长期使用会产生明显不良反应,难以用于反复发作或慢性患者。
更突出的问题是药物缺乏靶向性:广谱抗炎药无法精准作用于关节局部炎症微环境,也不能高效清除ROS,临床靶向治疗需求亟待满足。
多项研究证实,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶2(NOX2)催化生成大量ROS,是GA关节急性炎症级联反应的核心驱动因素。然而目前尚无专门调控ROS稳态的上市药物,研发靶向NOX2-ROS通路的新型疗法迫在眉睫,临床也缺少可精准调控ROS的干预手段。
因此,开发能够同时实现ROS源头抑制与微环境清除的新技术成为研究热点。关节腔沉积的MSU晶体、氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)等氧化物质,可直接激活巨噬细胞内的NOX2。gp91phox是NOX2复合物的催化核心亚基,其表达与活化水平和巨噬细胞炎症状态密切相关。
gp91phox不仅决定NOX2的催化活性,也是氧化应激与炎症信号之间的关键连接分子,是GA精准治疗的理想靶点。研究中常用的NOX2抑制剂,存在脱靶毒性、靶向递送效率低等缺陷;同时NOX2定位于细胞膜,传统干预手段难以在膜微环境中对其实现有效调控。
溶酶体靶向嵌合体(LYTACs)是近年兴起的前沿技术,利用细胞膜蛋白内吞机制实现靶蛋白的精准降解,已成功应用于肿瘤免疫治疗,用于降解膜蛋白靶点。LYTACs必须完整递送至病灶才能发挥疗效,目前仍缺少高效的体内靶向递送系统。小分子药物组织穿透能力弱,导致LYTACs难以在病变组织有效富集,不仅药效下降,还会因非特异性降解正常组织蛋白引发毒副作用。
纳米载体递送系统为此类难题提供了可行的解决思路。纳米载体凭借实体瘤高通透性和滞留效应,可实现被动靶向并在病变组织大量蓄积,显著提升病灶局部药物浓度。同时,纳米载体的内吞-溶酶体转运通路与LYTACs的作用机制天然契合,二者联用可协同促进药物进入溶酶体,提升致病蛋白的降解效率。
痛风进展与ROS密切相关,病灶内ROS瞬时大量爆发,仅依靠LYTACs技术无法实现有效干预。理想的治疗方案需同时抑制NOX2介导的ROS生成、清除微环境中已蓄积的ROS,协同增强抗炎效果。多种天然活性化合物具备优异抗氧化能力:姜黄素依靠酚羟基直接中和各类自由基;白藜芦醇可激活核因子E2相关因子2/抗氧化反应元件(Nrf2/ARE)通路,增强细胞抗氧化应激能力。
将植物源抗氧化活性物质与多功能纳米平台结合,为疾病干预开辟了新方向,该理念被定义为植物纳米诊疗一体化:以植物活性成分为基础,融合成像、精准递送与治疗功能。将天然ROS清除剂整合至纳米载体中,可构建集“源头抑制+微环境清除”于一体的功能性纳米LYTACs体系,有望实现从分子干预到微环境重塑的综合治疗,为痛风的临床精准治疗提供新方向。
TPR-LYTACs用于急性痛风性关节炎活性氧源头-微环境双通路调控的示意图(图源自Advanced Science)
本研究旨在同时清除病灶内已存在的ROS、阻断ROS爆发的催化通路。基于植物纳米诊疗一体化理念,选取绿茶茶多酚、槐米花芦丁两种天然抗氧化活性物质,通过分子自组装构建茶多酚-芦丁纳米核心(TPR)。二者均含有酚羟基,可通过供电子、供氢方式高效清除ROS;经酸化处理的芦丁(A-Rutin)还具有近红外二区(NIR-II)固有荧光特性,既可用作ROS清除剂,也为构建LYTACs纳米核心奠定了分子基础。
参考抗体药物偶联技术,在TPR纳米核心上偶联靶向NOX2(gp91phox)的特异性抗体与马来酰化牛血清白蛋白(Mal-BSA)。Mal-BSA可被巨噬细胞表面高表达的Ⅰ型清道夫受体(MSR1)特异性识别结合,借助该受体的溶酶体靶向转运通路,实现药物精准胞内递送。
最终成功制备兼具近红外二区荧光成像(NIR-IIFL)、ROS清除功能,且可双重靶向NOX2与MSR1的TPR-LYTACs纳米材料。TPR-LYTACs可同时在细胞外与细胞内发挥作用。综上,TPR-LYTACs构建了ROS清除、源头阻断双通路作用模式,为痛风及各类炎症性疾病的精准治疗提供了全新策略。
参考消息:https://doi.org/10.1002/advs.75889