PNAS：科学家识别出特殊的脂质血管“邮政编码”

来自单一器官的血管内皮细胞在功能上都是专门的，其能表现出一套独特的可访问的分子靶点，这些靶点能充当内皮细胞亲和配体的受体，迄今为止，所有识别出的血管受体都是蛋白质。近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Ceramide as an endothelial cell surface receptor and a lung-specific lipid vascular target for circulating ligands”的研究报告中，来自罗格斯大学医学院等机构的科学家们通过研究在肺部中发现了首个脂质血管“邮政编码”（ZIP code），将药物送到人体所需要的地方是成功治疗包括癌症在内的多种疾病以及避免毒性副作用的关键，但这对于科学家们而言仍然是一大挑战。

一种创新性的手段就是在机体的特殊位点识别出血管表面上存在的能扮演血管“邮政编码”的特殊蛋白受体，这些“邮政编码”能与诸如小型蛋白或抗体等配体进行物理性配对，从而就能用来引导并将“货物”（比如药物或诊断成像制剂）运输到特定的分子地址，其中一些配体-受体对已经在抗癌和抗肥胖药物的临床试验中进行了相关测试。

在这项研究之前，所有血管“邮政编码”都是蛋白质，这一研究发现揭示了血管中此前并未被识别的“邮政编码”脂质网络，也为改进多种人类严重呼吸道疾病患者的诊断和治疗方法提供了新的思路，这些疾病包括肺气肿、COVID-19、COPD和肺癌等。早在2008年，研究人员就发现了一种配体肽类，其能结合到肺部血管内皮细胞的表面，并能将细胞死亡通知信号直接运输到小鼠的肺部，然而，研究人员所使用的生化和遗传方法无法识别出配体结合的相应肺部血管“邮政编码”。

科学家识别出特殊的脂质血管“邮政编码”。

图片来源：Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:10.1073/pnas.2220269120

研究者Wadih Arap说到，问题在于我们一直在寻找一种蛋白质，而长期的研究失败让我们想到，难以琢磨的靶点或许就是另外一种分子，或许是一种脂质。我们在肺部血管中所发现的脂质“邮政编码”就是C16-神经酰胺（也称之为棕榈酰神经酰胺），其属于密切相关的脂质分子家族，具有多种重要的细胞功能，这些功能包括能帮助诸如埃博拉和SARS-CoV-2等病毒进入细胞，而且还能靶向作用细胞死亡。众所周知，增加神经酰胺的水平或与很多肺部疾病的发生有关，因此，C16-神经酰胺或许代表了很多不同的诊断或治疗应用中一种尚未被开发的途径。研究者Renata Pasqualini博士说道，成像在评估肺部（解剖和功能方面）特性上发挥着重要作用，我们认为这或许是一个改变临床的机会；然而，无论是肺部筛查、确诊还是监测疾病的严重性，我们的方法和发现都有望代表这一领域的进步。

为了巩固新的脂质血管“邮政编码”和配体对，研究人员在遗传工程还修饰的谷氨酰胺缺乏小鼠模型中检测了这一假设，结果表明这种配对不再能靶向作用肺部；为了开始阐明这对于患者意味着什么，他们测试了两种候选的医学应用，首先他们发现，通过将配体吸附在金纳米颗粒上就能用于早期诊断并监测特定的肺部疾病，金纳米颗粒能通过光学和分子成像技术照亮肺部，最后，考虑到正在流行的COVID-19，研究者发现，这种配体还能将一种新型的疫苗直接运输到肺部中，并刺激机体局部免疫反应，这或许要比当前注射到手臂上的疫苗更具保护性。

研究者Daniela Staquicini说道，下一步他们计划重点在血管中寻找能为其它器官尤其是肿瘤服务的更多脂质血管“邮政编码”，并以此作为一种方法来更好的靶向抗癌药物，并进一步将这些发现转化为真正造福患者的临床应用。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Daniela I. Staquicini,Marina Cardó-Vila,Jimmy A. Rotolo, et al. Ceramide as an endothelial cell surface receptor and a lung-specific lipid vascular target for circulating ligands, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:10.1073/pnas.2220269120