《Materials Today Bio》：Targeted Inflammatory Microenvironment Remodeling and NIR-II Photothermal Therapy for Abdominal Aortic Aneurysm
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本文针对缺乏有效药物治疗的腹主动脉瘤(AAA)，开发了一种多功能纳米平台CS@MBR。该平台集成了NLRP3炎症小体抑制剂(MCC950和Belnacasan)、靶向肽cRGDfK和Cu9S8纳米颗粒，实现了靶向药物递送和NIR-II光热治疗的协同治疗。研究表明，CS@MBR联合温和光热治疗能有效抑制AAA发展、减轻弹性纤维损伤并重塑炎症微环境，为AAA及其他炎症性血管疾病提供了有前景的纳米治疗策略。
腹主动脉瘤(Abdominal Aortic Aneurysm, AAA)是一种退行性主动脉疾病，以肾下主动脉进行性扩张为特征，好发于老年男性。虽然AAA通常无症状，但一旦破裂死亡率高达约81%，是一种致命的急症。目前，对于大型AAA(直径>5.5厘米)，开放手术和腔内修复是有效的治疗方法，但术后并发症仍然常见。而对于小型AAA，目前尚无有效的药物治疗方法，这凸显了基于对AAA发生发展机制的深入理解开发新型治疗策略的迫切性。
AAA的发病机制与弹性纤维网络降解、内皮层损伤、蛋白酶和抗蛋白酶失衡、巨噬细胞等炎症细胞浸润以及血管平滑肌细胞(Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs)耗竭和表型转换密切相关。近年来的证据表明，炎症微环境重塑疗法是一种有前景的AAA治疗方法，因为慢性炎症浸润在疾病进展中起着核心作用。
在这项发表于《Materials Today Bio》的研究中，研究人员设计了一种多功能纳米治疗平台——Cu9S8@MCC950-Belnacasan-cRGDfK(简称CS@MBR)，用于AAA的治疗。该平台通过将NLRP3炎症小体抑制剂与近红外二区(Near-Infrared-II, NIR-II)光热治疗相结合，实现了对AAA炎症微环境的靶向重塑，有效抑制了AAA的进展。
研究团队运用了多项关键技术方法开展本研究：通过还原法合成空心Cu9S8纳米颗粒并依次装载治疗药物；利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope, TEM)、动态光散射(Dynamic Light Scattering, DLS)、X射线衍射(X-ray Diffraction, XRD)等技术对纳米材料进行表征；通过体外细胞实验评估纳米材料的光热性能、生物相容性和细胞摄取情况；采用蛋白质印迹(Western Blot)、酶联免疫吸附测定(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA)、转录组测序(RNA sequencing)等技术分析分子机制；建立血管紧张素II(Angiotensin-II, AngII)诱导的ApoE-/-小鼠AAA模型进行体内治疗效果评价。
3.1. CS@MBR的构建与表征
研究人员成功合成了空心Cu9S8纳米颗粒，并依次装载了治疗药物MCC950、Belnacasan和靶向剂cRGDfK，形成了CS@MBR纳米载体系统。表征结果显示，CS@MBR具有均匀的空心球形结构，平均直径约为200纳米，且在不同溶液中表现出良好的分散性和胶体稳定性。
3.2. CS@MBR的稳定性和光热性能评估
溶血实验表明CS@MBR具有优异的血液相容性。光热性能测试显示，CS@MBR在1064纳米NIR-II激光照射下表现出浓度依赖性和功率依赖性的温度升高，光热转换效率为32.3%，且具有良好的光热稳定性。
3.3. 体外生物相容性和CS@RMB的选择性细胞摄取
细胞毒性实验表明，CS@MBR在浓度低于50微克/毫升时对所有细胞系均具有生物相容性。值得注意的是，在50微克/毫升浓度下，光热消融选择性作用于巨噬细胞，而MOVAS和HUVEC细胞仍保持较高活力。细胞摄取实验显示，Cy7标记的CS@MBR优先被RAW 264.7和MOVAS细胞内化，显示出对AAA关键致病细胞类型的内在靶向性。
3.4. CS@MBR光热治疗抑制巨噬细胞NLRP3炎症小体活化、迁移和M1极化
研究表明，CS@MBR单独处理能有效抑制巨噬细胞中炎症小体的活化，而CS@MBR联合激光照射能进一步增强抗炎效果。同时，治疗还调节了巨噬细胞极化，抑制促炎M1巨噬细胞标志物iNOS的表达，增加抗炎M2巨噬细胞标志物Arg-1的表达。伤口愈合和Transwell实验显示，CS@MBR显著抑制了巨噬细胞迁移。
3.5. CS@MBR光热治疗保护VSMCs免于表型转换和选择性诱导凋亡
在MOVAS细胞中，CS@MBR光热治疗抑制了NLPR3炎症小体活化并下调IL-1β切割。重要的是，该治疗通过下调合成型VSMCs标志物骨桥蛋白(Osteopontin, OPN)的表达，同时保留收缩型VSMCs标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-Smooth Muscle Actin, α-SMA)，防止了病理性的VSMCs表型转换，同时还抑制了VSMC迁移。
3.6. CS@MBR光热治疗对RAW 264.7和MOVAS细胞的转录组分析
转录组分析显示，CS@MBR光热治疗显著调节了RAW 264.7和MOVAS细胞中与炎症反应和迁移相关的通路。基因本体(Gene Ontology, GO)分析表明，与炎症反应和细胞迁移相关的生物过程在差异基因中富集。京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路分析揭示了与炎症和细胞增殖相关通路的调节。
3.7. CS@MBR在AngII诱导的AAA小鼠中的分布、靶向和光热转换能力
体内实验显示，Cy7标记的CS@MBR在注射后8小时在动脉瘤部位特异性积累。靶向积累使得有效的局部光热加热成为可能，在6分钟激光照射内，动脉瘤部位温度升高到温和高温范围(40-45°C)。
3.8. CS@MBR光热治疗在AngII诱导的AAA小鼠中的体内治疗效果
在AngII诱导的AAA小鼠模型中，CS@MBR联合激光治疗组表现出最显著的治疗效果，最大主动脉直径显著减小，血流动力学改善，AAA发生率和严重程度明显降低。组织学分析显示，CS@MBR光热治疗显著减少了炎症和胶原沉积，降低了弹性蛋白碎片降解。
3.9. CS@MBR的体内生物相容性
在28天治疗期结束时，对主要器官的组织学分析以及血细胞计数和生化标志物分析表明，CS@MBR光热治疗在应用治疗剂量下具有优异的生物安全性。
该研究成功开发了一种多功能纳米平台CS@MBR，为AAA治疗提供了一种有前景的新策略。通过将NLRP3炎症小体药理抑制、主动靶向和NIR-II光热治疗有机结合，该平台能有效调节炎症微环境重塑和VSMCs表型转换，抑制AAA进展。研究证实了CS@MBR光热治疗在体外和体内均能有效抑制AAA发展、减轻弹性纤维损伤并重塑炎症微环境。这种协同治疗策略不仅为AAA的药物治疗提供了新思路，也为其他炎症性血管疾病的治疗开辟了新途径。研究的创新性在于首次将NIR-II光热治疗与炎症小体靶向抑制相结合应用于AAA治疗，展示了纳米材料在血管疾病治疗中的巨大潜力。
