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北京大学王坚成团队开发了一种尼达尼布与HSP47 siRNA共递送的脂质纳米颗粒系统

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近日,我院天然药物及仿生药物全国重点实验室王坚成教授团队在药剂学领域顶刊Journal of Controlled Release在线发表了题为“Nintedanib-amplified Effects of HSP47 siRNA on Liver Fibrosis Therapy by Inhibiting Collagen Secretion”的研究论文。该研究开发了一种尼达尼布(Nintedanib,NDNB)与HSP47 siRNA共递送的脂质纳米颗粒系统(LNP-siHSP47/NDNB),实现了通过“双通路抑制胶原分泌”协同增强肝纤维化治疗的策略。研究发现,尼达尼布不仅能抑制前胶原(procollagen)的合成,更扮演了“基因沉默增效剂”的角色,显著改善LNP-siRNA的内体-溶酶体逃逸能力与转染效率,从而放大HSP47基因沉默效应;二者协同阻断胶原折叠与分泌,并有效抑制了肝星状细胞(HSCs)的活化、增殖与迁移,为肝纤维化治疗提供了新的联合递送思路。

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长期以来,肝纤维化被认为是多种慢性肝病向肝硬化甚至肝癌演进的“必经之路”。其主要病理特征是肝星状细胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)被持续激活后分泌大量Ⅰ型与Ⅲ型胶原,导致肝组织结构紊乱与功能受损,临床上尚无获批的抗纤维化靶向药物。热休克蛋白47(HSP47)是胶原特异性分子伴侣,直接参与胶原的折叠、装配及分泌;其在活化HSCs中过度表达,是肝纤维化的重要驱动因子。尽管HSP47 siRNA已进入临床试验,但单一疗法效果有限。另一方面,酪氨酸激酶抑制剂尼达尼布已被FDA批准用于特发性肺纤维化治疗,并显示出良好的抗纤维化潜力。然而,尼达尼布口服生物利用度低、副作用显著等问题也限制了其在肝纤维治疗中的应用。

该研究首次构建了共载尼达尼布与HSP47 siRNA的脂质纳米粒(LNP-siHSP47/NDNB),旨在通过“抑制前胶原合成+阻断胶原的正确折叠与分泌”,实现“协同阻断胶原通路”新策略。

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纳米药物(LNP-siRNA/NDNB)的制备和抗纤维化机制示意图

研究团队利用微流控技术制备了纳米粒LNP-siHSP47/NDNB,粒径约96.51±3.44 nm,表面电荷为-4.94±1.35 mV,具有良好的siRNA和NDNB包封率以及粒子稳定性。令人惊喜的是,研究发现尼达尼布的加入可显著增强LNP-siRNA的基因沉默效率。在HSCs细胞中,尼达尼布兼具"基因沉默增效剂"与直接下调HSP47表达的双重功能,LNP-siHSP47/NDNB协同实现对HSP47蛋白的最强抑制。共聚焦成像与流式分析表明,尼达尼布的加入并不改变LNP的细胞摄取量,但显著促进siRNA从内体/溶酶体中逃逸。Galectin-3免疫标记及吖啶橙染色结果显示,LNP-siHSP47/NDNB处理细胞出现明显的内体/溶酶体膜破裂与酸性染料泄漏现象。

进一步的LysoTrackerLipidTOX染色揭示尼达尼布可诱导内体/溶酶体膨胀和脂质积聚,从而导致膜通透性增强。这些分析表明尼达尼布作为一种弱碱性亲脂分子,在酸性内吞囊泡中被质子化并滞留,诱发磷脂沉积,从而引起内体/溶酶体肿胀与膜透化增加,有利于提升siRNA的胞内释放和转染效率。

此外,在HSCs细胞上证实,尼达尼布下调前胶原Iα1和IIIα1 mRNA的表达,减少胶原合成;并增强siHSP47基因沉默效应,该协同作用不仅使LNP-siHSP47/NDNB实现了对胶原分泌的最强抑制,更通过诱导内质网应激显著提升了HSCs细胞的凋亡率(达66.1%)。在胆管结扎(BDL)诱导的小鼠肝纤维化模型中,静脉注射LNP-siHSP47/NDNB后,胶原沉积显著减少,α-SMA阳性活化HSCs数量大幅降低;同时,肝组织中HSP47、胶原I/III及羟脯氨酸含量均下降约80%,接近正常水平。该结果充分表明该纳米系统在胆汁淤积性肝纤维化模型中具有优异的抗纤维化疗效和安全性。在CCl诱导的慢性肝纤维化模型中,LNP-siHSP47/NDNB同样显著下降胶原沉积和α-SMA阳性区域显著减少,HSP47及胶原相关基因的表达降至正常水平。

该研究提出了以尼达尼布放大HSP47 siRNA效应的协同抗纤维化新策略,实现从胶原生成到分泌的双重抑制。该纳米系统为肝纤维化高效治疗研究提供了新的思路与转化策略。

夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 王坚成教授为论文的通讯作者。

论文链接://doi.org/10.1016/j.jconrel.2025.114378


通讯作者简介:

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王坚成,北京大学博雅特聘教授,夜色直播 药剂学系教授,博士生导师,北京大学科研部副部长兼医学部科研处处长,北京大学宁波海洋药物研究院副院长,教育部长江学者特聘教授,科技部中青年科技创新领军人才、教育部新世纪优秀人才,北京市科技新星。现任中国药学会核酸药物专业委员会副主任委员、中国药学会药剂专业委员会委员、北京药学会药剂专业委员会主任委员。研究方向聚焦生物大分子药物给药系统研究、靶向性纳米药物递送系统研究。负责主持国家自然科学基金7项,承担国家重大新药创制儿童药研发技术平台等国家级和省部级项目6项,发表学术论文140余篇,主译书籍《纳米粒药物输送系统》。

天然药物及仿生药物全国重点实验