《Materials Today》：Bioactive lipid nanoparticles as active rehabilitative regulators for fibrotic microenvironment remodeling
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肝纤维化RNAi疗法中新型VZLNP纳米颗粒通过维生素E-Zn2?协同网络靶向肝星状细胞（HSCs），抑制胶原沉积并修复氧化应激微环境，实现体外/体内高效治疗。
李梦瑶|孔向毅|白万路|马金丽|田光昭|崔世珍|费瑞|朱玲|齐少龙|杜建石
吉林省淋巴血管疾病国际联合研究中心，吉林大学中日联合医院，长春130033，中华人民共和国
摘要
通过脂质纳米颗粒（LNPs）进行的RNA干扰（RNAi）疗法对肝脏疾病具有变革潜力，但其临床疗效受到激活的肝星状细胞（HSC）靶向效率低、重塑病理微环境的生物活性不足以及加剧脂毒性的风险的限制。为了解决这些限制，我们开发了VZLNP，这是一种基于具有生物活性的可电离VZ脂质设计的抗纤维化治疗剂，旨在建立抗氧化剂（维生素E）与金属离子（锌离子，Zn(II)）的协同网络。维生素E作为抗氧化剂清除活性氧（ROS）并使肝星状细胞失活，而添加的Zn(II)则增强LNPs的稳定性，并通过抑制胶原蛋白沉积和提供抗氧化防御发挥直接的抗纤维化作用。关键的是，这两种成分协同作用上调了潜在的治疗靶点GADD45A，这是一种在肝脏纤维化发病机制中的应激反应蛋白。利用这种强大的生物活性和增强的HSC摄取能力，VZLNP在体外和体内实验中均显示出优异的治疗效果。该平台通过多途径调节，将纤维化微环境从崩溃的边缘拯救出来，重新定义了LNPs从被动载体到主动修复性纳米药物的角色。
引言
肝脏纤维化是一种由于慢性肝损伤导致的微环境失调的病理状态，会进展为肝硬化和肝细胞癌，每年导致全球约200万人死亡[1]、[2]、[3]。尽管这一全球健康负担严重，但能够直接逆转纤维化的特异性临床药物仍然有限[4]、[5]、[6]。目前的策略主要针对病因，而直接抗纤维化药物（如奥贝胆酸[7]、[8]和水飞蓟素[9]、[10]）的疗效有限且副作用明显，这在广泛临床应用中变得越来越明显。这凸显了创新治疗策略的迫切需求。核酸疗法，特别是RNA干扰（RNAi），通过高效且特异性地沉默几乎任何基因（包括传统小分子无法达到的靶点）为这一挑战提供了变革性方法[11]、[12]、[13]、[14]。脂质纳米颗粒（LNPs）已成为此类递送的最先进平台，例如Onpattro（Patisiran）的临床批准以及像ALC-0315这样的可电离脂质的广泛成功[15]、[16]、[17]。为了实现高效的肝脏递送，这些制剂通常利用LNPs的固有肝向性特性，或采用主动靶向策略，例如结合N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）以靶向唾液酸缺乏糖蛋白受体（ASGPR）[18]、[19]。因此，LNPs被视为治疗肝脏疾病的强大工具。
虽然商业LNPs平台在肝脏疾病治疗中取得了成功，但它们在治疗肝脏纤维化方面存在根本性限制，这些限制可能抵消基因治疗的治疗效益。治疗分布与细胞靶点之间存在关键不匹配。对于肝脏纤维化，主要是激活的肝星状细胞（HSCs），而不是肝细胞，是导致细胞外基质过度沉积的主要效应细胞[1]、[20]、[21]。然而，由于LNPs的固有肝向性，它们主要被肝细胞摄取，无法在病变的HSCs中有效积累，从而显著影响预期的治疗效果[22]、[23]。此外，商业LNPs的治疗效果受到其被动载体性质的严重限制，这种性质依赖于封装的核酸[24]、[25]、[26]。这不足以逆转肝脏纤维化复杂的免疫抑制微环境，该微环境的特点是活性氧（ROS）引起的氧化应激[27]、[28]、由羟脯氨酸[29]、[30]和热休克蛋白47（HSP47）[31]、[32]介导的过量胶原蛋白合成以及慢性炎症[33]、[34]的相互作用。更重要的是，商业LNPs常常会引起固有的脂毒性和炎症反应，在已经处于崩溃边缘的纤维化微环境中给药可能会产生不利影响，从而加剧病情，抵消封装核酸疗法的益处。因此，迫切需要开发创新的靶向递送系统，同时解决细胞特异性靶向和改善复杂的免疫抑制微环境的问题。
在这里，我们使用具有生物活性的可电离VZ脂质设计了VZLNP作为抗纤维化的靶向治疗剂。该平台建立了抗氧化剂-金属离子的协同网络，利用维生素E和锌离子（Zn(II)作为修复性调节因子（图1）。在这个网络中，维生素E作为强效抗氧化剂减少ROS并使HSCs失活，从而恢复氧化还原平衡。同时，锌离子不仅增强了纳米颗粒的稳定性，还与维生素E协同作用，放大抗氧化效果并抑制羟脯氨酸的产生。从机制上讲，我们发现维生素E/Zn(II)的协同作用上调了GADD45A的表达，揭示了一种新的治疗途径。VZLNP还采用了双重靶向策略，通过优化颗粒大小实现其在纤维化组织中的被动积累，并通过茴香酰胺功能化的PEG脂质主动靶向激活的HSCs上的sigma-1受体。VZLNP增强的HSC摄取效率和内在的抗纤维化活性，结合siRNA介导的HSP47沉默作用，实现了多机制的治疗方法。除了作为传统的递送载体外，VZLNP还作为一种具有生物活性的修复性调节因子，积极重塑失调的肝脏微环境，解决了传统载体的局限性，并为肝脏纤维化干预建立了新的治疗范式。
结果与讨论
可电离脂质和靶向PEG脂质的设计与合成。
为了合成同时包含维生素E和Zn(II)螯合基团的多功能可电离脂质，我们采用了一种逐步合成策略。首先，将叔丁氧羰基（Boc）-保护的N-(3-氨基丙基)二乙醇胺骨架与2-己基-1-癸醇的羧酸衍生物反应，通过琥珀酸酐的衍生化以可控的方式获得单取代的主链
结论
总之，我们开发的VZLNP作为治疗剂有效克服了阻碍基于商业LNPs的肝脏纤维化RNA治疗的关键限制。通过设计具有生物活性的VZ脂质来建立抗氧化剂-金属离子的协同网络，VZLNP超越了被动递送载体的角色，成为一种主动的修复性调节因子。我们的研究结果表明，维生素E和Zn(II)的结合恢复了氧化还原平衡，使激活的HSCs失活
CRediT作者贡献声明
李梦瑶：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，研究，正式分析，数据管理，概念化。孔向毅：撰写 – 原稿，可视化，验证，研究，数据管理。白万路：数据管理，概念化。马金丽：正式分析，数据管理。田光昭：可视化，正式分析。崔世珍：验证，研究，正式分析。费瑞：可视化，研究，正式分析
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
本工作得到了国家重点研发计划（2025YFC2426800）、国家自然科学基金（编号32471535、22305140）、吉林省卫生健康委员会的科技能力提升计划（编号2025WS-ZA002）、吉林省的科技发展项目（编号YDZJ202501ZYTS311）、“医学+X”跨创新团队“公开招标选拔最佳候选人”建设项目（编号2024JBGS05）等项目的支持
