Nat Nanotechnol：利用新型纳米颗粒或有望靶向作用引发急性肺部炎症的白细胞

2021年12月31日 讯 /生物谷BIOON/ --COVID-19大流行强调了急性肺部炎症（ALI， acute lung inflammation）所产生的破坏性影响，其是急性呼吸窘迫症（ARDS）的一部分，也是COVID-19致患者死亡的主要原因。近日，一篇发表在国际杂志Nature Nanotechnology上题为“Supramolecular arrangement of protein in nanoparticle structures predicts nanoparticle tropism for neutrophils in acute lung inflammation”的研究报告中，来自宾夕法尼亚大学等机构的科学家们通过研究调查了中性粒细胞是如何能够区分要破坏的细菌和血液中的其它化合物，比如胆固醇颗粒等，他们在患有ALI的小鼠机体中测试了一种由23种不同的基于蛋白质的纳米颗粒组成的文库，结果发现了一套能预测中性粒细胞摄入的规则或机制；中性粒细胞并不会摄入对称的刚性颗粒，比如病毒，但其却能吸收展现出蛋白质结块的颗粒，研究者将其称之为携带凝集蛋白质（NAPs，agglutinated protein）的纳米颗粒。

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研究者Jacob Myerson博士表示，我们想利用中性粒细胞能识别并消除入侵者的现有功能，来为设计出一种特殊的“特洛伊木马”纳米颗粒来过度激活中性粒细胞，从而让其摄入并运输疗法来减缓ALI和ARDS；然而，为了建立这种“特洛伊木马”运输系统，我们就不得不确定中性粒细胞是如何识别血液中哪些颗粒会被吸收的。

ALI和ARDS是威胁机体生命的呼吸衰竭形式，其发病率和死亡率很高，在COVID-19之前，美国每年都有19万个ARDS病例，且会导致7.5万名患者死亡，ARDS是由肺炎、败血症和创伤所引起的；然而，COVID让ARDS患者的病例数增加到了数百万人；当ALI或ARDS发生时，机体肺部的肺泡就会招募中性粒细胞到肺部中，从而就会消除循环中的微生物；这一过程就会导致中性粒细胞释放化合物来进一步加重肺部损伤并损伤肺泡，因此患者就会出现低血氧水平。不幸的是，尽管ALI/ARDS非常严重，但目前并没有有效的药物来对其进行控制，当前的治疗重点是支持患者机体的健康，同时让其肺部自然且缓慢地进行愈合。

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为了解决ARDS和其它医学问题，研究人员利用纳米颗粒来在受损或疾病器官中浓缩药物，诸如此类纳米颗粒也能被用于进行基因疗法和免疫疗法。研究人员指出，尽管利用纳米颗粒通过中性粒细胞来运输疗法从而开发治疗ALI/ARDS的可行性疗法还有很长一段路要走，但本文研究或许代表了科学家们在理解免疫系统状况和功能上迈出的重要一步。

医学博士Jacob Brenner说道，目前我们已经确定了中性粒细胞能为携带凝集蛋白的纳米颗粒进行巡逻，下一步我们计划深入研究理解诸如病毒等其它微生物如何以及为何会进化地躲避中性粒细胞的攻击。基于这一研究结果，后期研究人员还能继续利用材料科学和工程学技术的组合，开发出疾病特异性疗法来针对更高级和复杂的疾病。综上，本文研究结果表明，中性粒细胞的结构依赖趋向性或会驱动凝集蛋白进入发炎的肺部组织中，同时还有望帮助开发出治疗ALT的新型疗法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Myerson, J.W., Patel, P.N., Rubey, K.M. et al. Supramolecular arrangement of protein in nanoparticle structures predicts nanoparticle tropism for neutrophils in acute lung inflammation. Nat. Nanotechnol. (2021).doi：10.1038/s41565-021-00997-y