《Advanced Healthcare Materials》：Macrophage Membrane-Cloaked, ROS-Triggered Quercetin Nanocarriers Target Ovarian Lesions to Treat Polycystic Ovary Syndrome
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本文开发了一种新型的、具有活性氧响应性的巨噬细胞膜仿生槲皮素纳米递送系统（MM@PCD@QNPs）。该系统兼具高生物安全性、低毒副作用、卵巢病灶靶向及ROS（Reactive Oxygen Species）触控药物释放的特性，通过激活MAPK7-Nrf2-NQO1信号通路，有效促进颗粒细胞增殖、抑制细胞凋亡并降低氧化应激，在多囊卵巢综合征（Polycystic Ovary Syndrome）小鼠模型中显著改善卵巢多囊形态、激素失衡及生育能力，为PCOS提供了一种安全、高效且精准的创新治疗策略。
多囊卵巢综合征（PCOS）是一种影响育龄妇女的常见生殖内分泌疾病，其发病与氧化应激（Oxidative Stress）驱动的卵巢功能障碍密切相关。目前的主流疗法虽能缓解症状，但常伴随副作用且难以有效修正疾病进程。槲皮素（Quercetin， QUR）作为一种天然膳食黄酮类化合物，具有广泛的抗氧化和抗炎活性，在PCOS模型中展现出改善内分泌和卵巢表型的潜力。然而，槲皮素水溶性差、代谢迅速、口服生物利用度低等固有缺陷，限制了其临床转化应用。
为了克服这些障碍，本研究创新性地构建了一种巨噬细胞膜（Macrophage Membrane， MM）伪装的活性氧（ROS）响应型槲皮素纳米疗法（MM@PCD@QNPs）。该系统的核心由频哪醇苯硼酸酯-葡聚糖缀合物（PCD）构成，它能够有效包载槲皮素，并在高ROS环境下发生酯键断裂，触发药物释放。包裹其外的M0型巨噬细胞膜不仅赋予了纳米颗粒免疫逃逸能力，还能通过其表面保留的特定蛋白（如CD11b和CD47-SIRPα），实现对炎症病灶的趋向性靶向。
在合成与表征方面，通过优化PCD与槲皮素的质量比以及MM包被的比例，最终获得了纳米级尺寸（133.63 ± 14.60 nm）和稳定表面电位（-33.13 ± 1.52 mV）的MM@PCD@QNPs。傅里叶变换红外光谱（FTIR）、质子核磁共振氢谱（1H-NMR）和二维核磁共振谱（2D 1H-NMR）分析证实了PCD的成功合成以及槲皮素通过非共价相互作用成功包载。透射电镜（TEM）图像清晰地显示了MM@PCD@QNPs的球形结构及其外层的膜包被。蛋白质印迹（Western Blot）和十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）验证了巨噬细胞膜关键蛋白CD11b和SIRPα的完整性。体外摄取实验表明，与未包被膜的纳米颗粒（PCD@QNPs）相比，MM@PCD@QNPs能被脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞更少地吞噬，而在双氢睾酮（DHT）诱导的受损颗粒细胞中，其摄取量却显著增加，这证实了该系统具有“隐身”和靶向受损卵巢细胞的双重优势。
在生物安全性评估中，细胞计数试剂盒-8（CCK-8）和活死细胞染色结果显示，MM@PCD@QNPs在有效浓度下对颗粒细胞无显著毒性。体内实验进一步证实，以5 mg/mL剂量对PCOS小鼠进行治疗两周后，血清肝肾功能指标（ALT、AST、BUN、CRE）及主要脏器（心、肝、脾、肺、肾、子宫）的苏木精-伊红（H&E）染色均未发现异常。同时，该治疗还显著改善了PCOS小鼠的脂质代谢紊乱，使其血清甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）水平趋于正常。
在细胞功能层面，MM@PCD@QNPs展现出了强大的治疗效果。在500 nM DHT诱导的KGN颗粒细胞损伤模型中，通过5-乙炔基-2‘-脱氧尿苷（EdU）染色和CCK-8检测证实，MM@PCD@QNPs能够显著逆转DHT对细胞增殖的抑制。流式细胞术和Western Blot分析显示，该纳米制剂能有效减轻DHT诱导的细胞凋亡，降低Cleaved-Caspase3与Caspase3（C-CAS3/CAS3）的比例。通过2′，7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）荧光探针和流式细胞术检测发现，MM@PCD@QNPs能显著降低DHT引起的细胞内ROS水平飙升，其效果优于等浓度的游离槲皮素。此外，它还上调了超氧化物歧化酶（SOD）的活性，降低了丙二醛（MDA）的含量，并促进了关键抗氧化酶血红素加氧酶-1（HO-1）和NAD(P)H:醌氧化还原酶1（NQO1）以及雌激素合成关键酶细胞色素P450家族19亚家族A成员1（CYP19A1）的蛋白表达。
在动物模型治疗中，通过皮下注射脱氢表雄酮（DHEA）成功构建了PCOS小鼠模型。体内外荧光成像结果显示，DiD标记的MM@PCD@QNPs在腹腔注射后，比未包被膜的纳米颗粒更晚被肝脏和脾脏清除，并在卵巢组织中显示出更强的荧光信号，表明巨噬细胞膜包被显著增强了纳米颗粒在目标器官的靶向蓄积。免疫荧光共定位实验进一步证实，MM@PCD@QNPs能够更多地被卵巢颗粒细胞（通过卵泡刺激素受体FSHR标记）摄取。
经过MM@PCD@QNPs治疗后，PCOS小鼠的卵巢病理形态得到显著改善：囊状卵泡数量减少，黄体数量增加。在激素水平上，血清游离睾酮（T）降低，促黄体生成素/卵泡刺激素（LH/FSH）比值趋于正常，卵巢组织CYP19A1蛋白表达上调。更重要的是，治疗显著恢复了小鼠的发情周期规律性，并在自然交配条件下，大幅提高了PCOS小鼠的妊娠率和胚胎数量，证明了其恢复生育能力的潜力。进一步的机制研究表明，MM@PCD@QNPs在体内促进了卵巢组织的细胞增殖（Ki67染色增强），抑制了细胞凋亡（Tunel染色减弱及凋亡相关蛋白BAX/BCL2比例降低），并激活了抗氧化防御系统（HO-1和NQO1表达上调，8-羟基脱氧鸟苷8-ohdg荧光减弱）。
为了深入探究其作用机制，研究人员对正常对照组、DHT处理组及DHT加MM@PCD@QNPs处理组的颗粒细胞进行了RNA转录组测序。生物信息学分析（包括基因本体GO和京都基因与基因组百科全书KEGG富集分析）揭示了差异表达基因富集于“外源性凋亡信号通路”、“活性氧代谢过程”等关键通路。在显著变化的基因中，丝裂原活化蛋白激酶7（MAPK7）的表达在DHT处理后下调，而经MM@PCD@QNPs治疗后得以恢复。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析提示MAPK7、核因子E2相关因子2（NFE2L2， 编码Nrf2）和NQO1之间存在强功能关联。
基于此，研究提出了MM@PCD@QNPs可能通过MAPK7-Nrf2-NQO1轴发挥治疗作用的假说。Western Blot和免疫荧光实验验证，DHT抑制了磷酸化MAPK7（p-MAPK7）、总MAPK7、Nrf2及NQO1的蛋白表达，并阻碍了Nrf2从细胞质向细胞核的转位，而MM@PCD@QNPs处理则逆转了这些变化。为了证实该通路的必要性，研究使用了MAPK7磷酸化抑制剂ERK5-IN-1。在细胞模型中，该抑制剂抵消了MM@PCD@QNPs在促进增殖、抑制凋亡和降低ROS方面的有益效应。在动物模型中，抑制剂也部分削弱了治疗效果，导致闭锁卵泡增多、黄体减少以及凋亡蛋白C-CAS3/CAS3表达回升。这些结果初步表明，MM@PCD@QNPs至少部分通过激活MAPK7-Nrf2-NQO1信号通路来改善颗粒细胞功能障碍和PCOS症状。
综上所述，本研究成功开发了一种新型、低毒、具备ROS响应性和病灶靶向能力的巨噬细胞膜仿生槲皮素纳米递送系统。该系统通过精准递送和控释槲皮素，有效激活了MAPK7-Nrf2-NQO1抗氧化信号通路，从而在多囊卵巢综合征模型中实现了促进颗粒细胞健康、抑制氧化应激、改善卵巢功能及恢复生育力的综合治疗效果。这项工作不仅为PCOS提供了一种前景广阔的创新治疗策略，也为其分子机制研究提供了新的见解和潜在靶点。
