Adv Healthc Mater新发现：中等弹性“人工囊泡”靶向发炎关节，为类风湿关节炎治疗再添新利器

类风湿关节炎（RA）作为一种慢性系统性自身免疫疾病，以关节肿胀、发红和严重炎症为主要特征，给患者的生活带来了极大困扰。其发病机制与滑膜细胞外基质失调、免疫细胞浸润激活、促炎细胞因子产生等多种因素相关。目前常规治疗手段如皮下或关节内注射，虽能缓解症状，但存在生物半衰期短、生物利用度低、靶向性差等问题，常导致严重的全身副作用和不良反应。因此，开发一种能精准靶向病变关节、提高药物疗效的递送系统成为当务之急。

近日，发表在Adv Healthc Mater上的一项研究Mechanobiologically Engineered Mimicry of Extracellular Vesicles for Improved Systemic Biodistribution and Anti-Inflammatory Treatment Efficacy in Rheumatoid Arthritis，为类风湿关节炎的治疗带来了新的希望。

该研究聚焦于脂质体膜弹性在类风湿关节炎治疗中的作用。以往，脂质体膜弹性作为脂质体药物递送系统设计的关键参数，在肿瘤模型中已被广泛研究，但其对类风湿关节炎的影响却鲜少涉及。考虑到类风湿关节炎存在血管迂曲、通透性增加和慢性炎症等独特病理挑战，研究团队开发了一种基于脂质/聚合物杂化系统的细胞外囊泡（EVs）模拟物——Tri-ARTEX。这种模拟物结合了聚（环氧乙烷）-b-聚（ε-己内酯）-b-聚（环氧乙烷）（PEO-b-PCL-b-PEO），旨在提高机械稳定性和治疗性能，它是一种包裹干细胞提取物（CE）和microRNA（AntagomiR155）的脂质/聚合物杂化脂质体，通过改变PEO-b-PCL-b-PEO的比例来调节膜弹性。

图 1：脂质体膜弹性介导的Tri-ARTEX在类风湿关节炎中的全身递送示意图

研究首先对Tri-LIPs和Tri-ARTEXs进行了表征。通过调整磷脂与PEO-b-PCL-b-PEO的比例（10:0、8:2、6:4），制备了不同的Tri-LIP制剂，包裹CE和AntagomiR155后形成Tri-ARTEX。结果显示，Tri-LIPs的粒径在约58–87 nm，PDI值在0.142–0.202之间，因含阳离子DOTAP而带正电，利于包裹带负电的核酸。包裹CE和AntagomiR155后，Tri-ARTEX的粒径增大，表面电荷变为略负，且PDI值均小于0.3，符合通过ELVIS效应靶向类风湿关节炎的要求。TEM分析表明，不同比例的Tri-LIPs和Tri-ARTEXs均呈球形，形态无显著差异。同时，各制剂在粒径、PDI、zeta电位、载药量和包封率等方面的变异系数（COV%）均低于5%，显示出良好的重现性。DSC分析揭示了PEO-b-PCL-b-PEO的结晶性对脂质体膜模量的增强作用。稳定性测试表明，Tri-LIPs在近生理条件下膜结构稳定，能保护包裹的AntagomiR155免受核酸酶降解。Western blotting分析显示，Tri-ARTEX虽与天然EVs的标志物谱不同，但能仿生包裹CE成分，具备EV样生物学特性。

在Tri-LIP脂质体膜的可调性方面，QCM-D测量用于评估其力学强度。结果显示，PEO-b-PCL-b-PEO比例越高，Tri-LIP样品在饱和吸附时的Δf和ΔD信号越大，表明其形状变形越小，机械强度越大。其中，Tri-LIP 6:4的时间分辨Δf信号表现出刚性纳米颗粒附着的特征过冲行为。扩展Voigt粘弹性模型拟合显示，PEO-b-PCL-b-PEO比例越高，Tri-LIP吸附层的有效膜厚度和粘度越大，进一步证实了聚合物掺入增强膜强度的作用，且Tri-LIP 6:4的脂质双层膜机械强度最高。

细胞摄取实验中，LPS激活的Raw 264.7巨噬细胞极化为M1表型作为炎症模型。结果表明，Tri-LIPs在浓度高达50 μg mL⁻¹时对Raw 264.7细胞无细胞毒性。随着PEO-b-PCL-b-PEO比例增加，Texas Red-DHPE标记的Tri-LIP摄取量直接增加，Tri-LIP 6:4的细胞信号最强，摄取量高达174%。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）定量分析也证实了这一趋势，Tri-LIP 6:4的荧光强度最高，其次是Tri-LIP 8:2和Tri-LIP 10:0，表明纳米颗粒刚性增加能提高细胞结合效率。然而，3D全息断层扫描结合荧光成像显示，Tri-LIP 8:2在脂质载体和mRNA cargo的细胞内积累方面显著高于更柔软的Tri-LIP 10:0和更刚性的Tri-LIP 6:4，说明存在一个优化的机械性能阈值用于细胞内递送。这是因为刚性的Tri-LIP 6:4主要被困在细胞膜或细胞间隙，而高度柔顺的Tri-LIP 10:0在胞吞过程中变形大，需要更大的粘附能，影响内化效率，而Tri-LIP 8:2则在膜相互作用和胞吞完成之间取得了平衡。

图 2：Tri-LIPs的细胞摄取及mRNA递送效率分析

在胶原诱导关节炎（CIA）小鼠模型中，对Tri-LIP的生物分布研究显示，Cy5.5标记的Tri-LIP 8:2在发炎爪子中的积累最高，且持续48 h，而其他两种比例的制剂循环时间较短，积累量较低。注射3 h后，Tri-LIP 8:2的平均荧光强度显著高于Tri-LIP 10:0和Tri-LIP 6:4。主要器官和发炎关节的体外成像进一步证实，Tri-LIP 8:2能有效靶向发炎关节和爪子，这得益于其中等弹性，使其能克服血管迂曲和纤维化滑膜细胞外基质的障碍，而柔软和刚性的制剂在类风湿关节炎相关微环境中效果较差。

图 3：Tri-LIPs的脂质体膜弹性对胶原诱导关节炎小鼠体内生物分布的影响

对于Tri-ARTEX在CIA小鼠中的体内治疗效果，实验设置了PBS、MTX、不同Tri-ARTEX制剂等治疗组。在3周的监测中，Tri-ARTEX 8:2组体重恢复显著，与假手术组结果相近，关节炎评分和爪厚度明显低于其他Tri-ARTEX组，接近假手术组水平。形态学和组织学检查显示，CIA组和CE+AntagomiR155组存在广泛炎症、滑膜增生、骨侵蚀和软骨破坏，而所有Tri-ARTEX治疗组的类风湿关节炎组织病理学特征均显著减轻，其中Tri-ARTEX 8:2治疗的小鼠滑膜浸润最小，骨结构完整，软骨得以保留。定量组织学评分也证实，Tri-ARTEX 8:2在炎症、滑膜增生、血管翳形成和骨/软骨侵蚀等方面的评分显著低于其他Tri-ARTEX组。

图 4：Tri-ARTEXs的脂质体膜弹性对胶原诱导关节炎小鼠体内治疗效果的影响

此外，对治疗47天后CIA小鼠血液中细胞因子水平的分析显示，与CIA组相比，所有Tri-ARTEX制剂均显著降低了促炎细胞因子（IL-6、TNF-α、IFN-γ、GM-CSF、IL-17A）水平，提高了抗炎细胞因子（IL-4、IL-10）的表达，表明CE和AntagomiR155被有效递送，发挥了抑制M1巨噬细胞极化、FLS增殖和Th17细胞活化的作用。其中，Tri-ARTEX 8:2的抗炎效果最显著，与常规类风湿关节炎治疗药物MTX相当，其促炎细胞因子水平最低，抗炎细胞因子水平最高，显示出卓越的治疗效果。体外实验也表明，AntagomiR155和CE的联合递送产生了协同效应，能更有效地抑制促炎细胞因子表达，增加抗炎细胞因子表达，促进M1向M2巨噬细胞重编程。

综上所述，这项研究开发的Tri-ARTEX为类风湿关节炎的治疗提供了一种新的有效策略。通过调节脂质体膜弹性，Tri-ARTEX 8:2凭借中等弹性实现了更优的全身分布、关节靶向性和抗炎效果，有望成为未来类风湿关节炎靶向治疗的有力工具，为饱受该疾病困扰的患者带来更好的治疗前景。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Kim D, Baek H, Lim SY, et al. Mechanobiologically Engineered Mimicry of Extracellular Vesicles for Improved Systemic Biodistribution and Anti-Inflammatory Treatment Efficacy in Rheumatoid Arthritis. Adv Healthc Mater. Published online August 9, 2025. doi:10.1002/adhm.202500795