《Phytomedicine》：Engineered Liposomal Quercetin Attenuates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury via Targeted HMGB1-NF-κB Suppression
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槲皮素通过抑制HMGB1-NF-κB轴减轻心肌缺血再灌注损伤，并利用心肌靶向脂质体纳米颗粒提升其疗效。
孟玉清|涂庆超|韩梦飞|刘丹丹|赵慧|傅园峰|夏飞|杨通|张晨树|马昂|顾立伟|朱永平|刘艳青|钟琳英|张俊哲|邱崇|王继刚
中国中医科学院中药研究所道地药材质量保证与可持续利用国家重点实验室、青蒿素研究中心，北京100700。
摘要
槲皮素（QC）是一种天然黄酮类化合物，其生物利用度较低，在心肌缺血/再灌注（MI/R）损伤中的确切作用机制尚不明确。我们利用基于IAA-炔的化学蛋白质组学方法，鉴定出高迁移率盒蛋白1（HMGB1）是QC的直接半胱氨酸结合靶点，并通过细胞热位移测定、Pull-down实验、siRNA干扰和生物层干涉测量实验进一步验证了这一结果。机制研究表明，QC与HMGB1的结合抑制了NF-κB信号通路的激活，从而减少了促炎细胞因子的释放。为了解决QC递送的局限性，我们创新性地设计了心肌靶向脂质体纳米颗粒（PEG-PEP/QC NPs）。药代动力学分析显示，这些纳米颗粒显著提高了QC的血浆浓度，延长了半衰期，并增强了其在心脏组织中的积累。在大鼠MI/R模型中，这种靶向制剂减轻了心脏功能障碍，抑制了炎症反应，并减少了心肌损伤。综上所述，我们的发现凸显了靶向纳米递送系统在MI/R治疗中的潜力。
引言
在全球健康领域，心血管疾病（CVDs）的发病率持续上升，对年轻人群造成了越来越大的负担，尤其是缺血性心脏病患者（Guo等人，2024年；Wu等人，2024年）。尽管溶栓、经皮冠状动脉介入治疗（PCI）和冠状动脉旁路移植（CABG）等再血管化策略是恢复心肌灌注的基石疗法，但MI/R损伤仍不可避免地会发生（Wang等人，2025年）。这种二次损伤会加剧心肌细胞死亡和组织损伤，增加包括心力衰竭在内的严重并发症的风险（Duan等人，2024年）。因此，迫切需要开发有效且具有生物相容性的疗法来减轻MI/R损伤。然而，许多实验性疗法（如维生素E、辅酶Q和β-阻滞剂）的临床转化受到了生物利用度低、缺乏组织特异性或疗效不足的阻碍（Henriksen等人，2023年）。
中医作为一种有前景的MI/R损伤治疗策略，因其独特的多靶点和多途径机制而受到关注（Zou等人，2024年；Zhang等人，2024年）。凭借丰富的临床经验，中医在应对MI/R损伤的复杂病理生理学方面具有明显优势，成为进一步研究和开发的宝贵候选对象（Ye等人，2023年）。槲皮素（QC）是一种具有抗炎和抗氧化特性的天然黄酮类化合物（Yang等人，2024年），在缓解MI/R损伤方面显示出潜力（Ding等人，2024年；Chen等人，2019年）。然而，其临床应用面临两个主要瓶颈：一是其在MI/R损伤中的确切分子靶点和作用机制尚不明确，尤其是与损伤进展相关的持续炎症激活机制（Hofmann等人，2024年）；二是其水溶性差、生物利用度低且缺乏靶向性，严重限制了其治疗潜力（Cen等人，2022年）。
因此，本研究旨在系统解决这两个瓶颈。首先，明确QC的精确分子靶点和作用机制是合理克服其递送局限性的前提。我们利用基于IAA-炔的化学蛋白质组学方法，结合细胞热位移测定、Pull-down实验、siRNA干扰和生物层干涉测量，确定了QC的直接半胱氨酸结合靶点，并验证了它是否通过调节HMGB1-NF-κB通路发挥抗炎和心脏保护作用。在此基础上，我们开发了一种高效的心肌靶向递送系统，以克服QC的药代动力学缺陷。利用脂质体的优异生物相容性和载药能力以及环肽CSTSMLKAC（PEP）的缺血靶向特性（Sun等人，2023年），创新性地构建了心肌靶向QC负载的脂质体纳米颗粒（PEG-PEP/QC NPs）。该纳米系统提高了QC的溶解度和生物利用度，实现了对缺血心肌的精准递送，从而将发现的机制转化为潜在的治疗效果。通过将机制发现与靶向递送策略相结合，本研究不仅旨在深入理解QC心脏保护的分子基础，还为精准心血管治疗提供了基于机制的递送方案。
实验部分
QC在氧-葡萄糖剥夺/再灌注模型中表现出心脏保护作用
如图1A所示，我们通过将H9c2细胞与Na?S?O?共同处理2小时，成功建立了氧-葡萄糖剥夺/再灌注（OGD/R）模型。随后，如图1B和图S1（支持信息）所示，使用CCK-8试剂盒评估了不同浓度QC处理后的正常H9c2细胞的存活率。结果表明，随着QC浓度的升高，细胞存活率最初增加，达到峰值
讨论
本研究提出了一种整合机制发现和治疗增强的策略，用于MI/R损伤的治疗。我们首先利用基于IAA-炔的化学蛋白质组学方法确定HMGB1是QC的直接半胱氨酸结合靶点，并通过正交的细胞和生物物理实验进行了稳健验证。然而，IAA-炔方法仅适用于半胱氨酸反应性相互作用，不能排除其他非共价靶点。此外，长时间尺度的分子动力学模拟将提供更全面的信息
实验部分
材料：QC购自上海源业生物科技有限公司（中国）。PEG-PEP购自上海肽类科技有限公司（中国）。Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）、无糖DMEM和胎牛血清（FBS）购自美国康宁公司。酶联免疫吸附测定试剂盒：cTnT、CK-MB、LDH、ALT、AST、SOD、MDA、IL-6和TNF-α购自南京建诚生物工程有限公司（中国）。特异性的一抗：抗Bcl-2（编号380709）
作者贡献
孟玉清、涂庆超和韩梦飞对本工作贡献均等。孟玉清、涂庆超和韩梦飞负责提出假设、方法设计、验证、初稿撰写以及审稿和编辑；傅园峰、刘丹丹、杨通和赵慧负责数据采集；张晨树、朱永平、刘艳青和马昂负责数据采集；夏飞、钟琳英和张立伟负责方法开发；张俊哲负责数据分析和解释；邱崇负责初稿撰写。资助
本研究得到了国家自然科学基金（82505071）、中央公益研究机构基本科研业务费（ZZ15-YQ-065、ZZ19-ND-10-01、ZZ17-ND-10-18和ZZ18-ND-10-20）、中国中医科学院科技创新项目（CI2023D003、CI2023E005TS02、CI2023E005TS05和CI2023E005TS08）、泰山学者计划（编号tstp20240848）的财政支持数据可用性声明
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孟玉清：初稿撰写、验证、方法设计。涂庆超：初稿撰写、验证、方法设计。韩梦飞：验证、方法设计。刘丹丹：数据整理。赵慧：数据整理。傅园峰：数据整理。夏飞：方法设计。杨通：方法设计。张晨树：正式分析、数据整理。马昂：正式分析。顾立伟：方法设计。朱永平：数据整理。刘艳青：资金筹措。钟琳英：数据整理。张俊哲：利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
