多功能壳聚糖-细胞外囊泡纳米杂化系统用于经鼻递送pApoE2以减轻与年龄相关的炎症

《International Journal of Biological Macromolecules》：Multi-functionalized chitosan-Extracellular vesicles nanohybrid system for intranasal delivery of pApoE2 to attenuate age-related inflammation

　　

Avinash Gothwal|Chinenye Edith Muolokwu|Matheus Antonio Filiol Belin|Benjamin Nii Aryee Tagoe|William H. Frey|Jing Zhao|Tammee M. Parsons|Takahisa Kanekiyo|Jagdish Singh

摘要

衰老过程中的神经炎症是一种慢性、低度的脑部炎症状态，会随着年龄的增长而恶化，并与神经退行性病变相关。其特征是促炎细胞因子水平升高、氧化应激加剧、小胶质细胞功能受损以及星形胶质细胞活化。大脑中ApoE2表达量的增加可以减轻神经炎症。本研究采用纳米杂化体作为载体，通过鼻腔途径有效递送编码ApoE2的质粒（pApoE2），以探究其对年龄相关神经炎症的影响。与细胞外囊泡（EVs）相比，纳米杂化体在质粒转运效率上具有显著优势（89.1% vs 10.4%），其粒径小于230纳米，并且对脑细胞无毒。实验结果显示，纳米杂化体/pApoE2复合物在原代星形胶质细胞和神经元中的转染效率显著高于细胞外囊泡（分别为12.3 ± 3.8 ng/mg蛋白质和10.5 ± 1.5 ng/mg蛋白质，p值≤0.05）。通过纳米杂化体/pApoE2进行的体内脑部转染实验表明，所有处理组中的ApoE表达水平均显著升高（p值≤0.05，平均为57.7 ± 13.8 ng/mg蛋白质）。对3个月龄和24个月龄小鼠的促炎细胞因子进行比较分析后发现，老年小鼠的神经炎症更为严重。接受纳米杂化体/pApoE2复合物治疗的小鼠，其大脑、血浆和脾脏中的TNF-α、IL-6和IL-1β表达水平显著降低。本研究揭示了一种利用纳米杂化体介导的鼻腔给药方式来对抗神经炎症的新疗法。