螺旋藻提取物及其金纳米制剂的免疫调节作用通过NF-kB信号通路增强了巨噬细胞向M1表型的极化

《Archives of Microbiology》：Immunomodulatory effects of Spirulina extract and its gold nanoformulation enhance the macrophage polarization toward M1 phenotype via NF-kB signaling

蓝藻及其金纳米颗粒通过调控TLR2依赖和非依赖性NF-κB通路影响巨噬细胞M1极化，增强抗肿瘤免疫应答。

　　

摘要

巨噬细胞在先天免疫中起着关键作用，它们调节炎症反应、维持组织稳态，并提供针对微生物感染和肿瘤发病机制的免疫防御。将巨噬细胞重新编程为所需的功能状态（M1/M2表型）是免疫治疗领域的一种新兴策略，尤其是在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的背景下。螺旋藻（Spirulina）是一种蓝绿藻，富含生物活性化合物，被用作健康补充剂。在这项研究中，我们首次使用THP-1单核细胞探索了从市售螺旋藻中提取的生物活性化合物及其金纳米制剂（Sp-GNPs）的免疫调节潜力。通过光谱学、色谱法、动态光散射（DLS）、Zeta电位、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和电子显微镜等多种生物物理技术的综合分析，发现螺旋藻的甲醇提取物富含生物活性化合物，包括脂肪酸、氨基酸、甘油衍生物和二萜类化合物；而Sp-GNPs则表现出较高的胶体稳定性和表面被天然生物分子包裹的特性。螺旋藻提取物显著上调了M1表型标志物的表达，如TNF-α、IL-1β、IL-8、iNOS、CD80和CD86，而M2表型相关标志物（IL-10、TGF-β和STAB-1）在THP-1巨噬细胞中保持不变。有趣的是，螺旋藻衍生的金纳米颗粒（Sp-GNPs）增强了主要的M1表型标志物（TNF-α、IL-1β和IL-8）的表达，同时抑制了IL-10和STAB-1的表达，表明它们具有免疫刺激作用。Toll样受体-2（TLR-2）阻断实验显示，螺旋藻提取物似乎能够刺激NF-κB/MYD88/TLR-2轴以促进M1表型的极化；而Sp-GNPs则通过独立于TLR-2的途径诱导NF-κB激活，这突显了金纳米颗粒所驱动的不同信号传导机制。这些发现凸显了螺旋藻及其金纳米制剂作为免疫调节剂的潜力，有望用于重新编程先天免疫系统，并在癌症治疗等领域具有广阔的转化应用前景。

图形摘要

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巨噬细胞在先天免疫中起着关键作用，它们调节炎症反应、维持组织稳态，并提供针对微生物感染和肿瘤发病机制的免疫防御。将巨噬细胞重新编程为所需的功能状态（M1/M2表型）是免疫治疗领域的一种新兴策略，尤其是在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的背景下。螺旋藻（Spirulina）是一种蓝绿藻，富含生物活性化合物，被用作健康补充剂。在这项研究中，我们首次使用THP-1单核细胞探索了从市售螺旋藻中提取的生物活性化合物及其金纳米制剂（Sp-GNPs）的免疫调节潜力。通过光谱学、色谱法、动态光散射（DLS）、Zeta电位、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和电子显微镜等多种生物物理技术的综合分析，发现螺旋藻的甲醇提取物富含生物活性化合物，包括脂肪酸、氨基酸、甘油衍生物和二萜类化合物；而Sp-GNPs则表现出较高的胶体稳定性和表面被天然生物分子包裹的特性。螺旋藻提取物显著上调了M1表型标志物的表达，如TNF-α、IL-1β、IL-8、iNOS、CD80和CD86，而M2表型相关标志物（IL-10、TGF-β和STAB-1）在THP-1巨噬细胞中保持不变。有趣的是，螺旋藻衍生的金纳米颗粒（Sp-GNPs）增强了主要的M1表型标志物（TNF-α、IL-1β和IL-8）的表达，同时抑制了IL-10和STAB-1的表达，表明它们具有免疫刺激作用。Toll样受体-2（TLR-2）阻断实验显示，螺旋藻提取物似乎能够刺激NF-κB/MYD88/TLR-2轴以促进M1表型的极化；而Sp-GNPs则通过独立于TLR-2的途径诱导NF-κB激活，这突显了金纳米颗粒所驱动的不同信号传导机制。这些发现凸显了螺旋藻及其金纳米制剂作为免疫调节剂的潜力，有望用于重新编程先天免疫系统，并在癌症治疗等领域具有广阔的转化应用前景。

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