文獻背景

基本信息

摘要

研究內容及結果

1.FNPs的制備與表征

2.FNP抑制TGF-β1-誘導的肌成纖維細胞分化

TGF-β1刺激靜息肺成纖維細胞表達α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA），形成應力纖維（圖2a）。FNPs可明顯改善TGF-β1誘導的成纖維細胞活化的刺激效應，α-SMA表達減少和應力纖維形成，但RNPs沒有細胞因子中和作用（圖2a-c）。TGF-β1可增強肺成纖維細胞的增殖能力、收縮能力和遷移能力，FNPs存在時TGF-β1誘導的上述效應被顯著抑制，且在RNPs中略強（圖2d-f）。TGF-β1刺激下NMuMG細胞間黏附連接被破壞，E-鈣粘素表達下調，α-SMA表達增加，F-肌動蛋白從皮質重排為應力纖維分布（圖2g，h）。TGF-β1還增強了ACTA2、Vimentin、Col1a1和MMP9的mRNA的表達（圖2i）。將FNPs添加到培養基中可以減弱這些影響，而RNPs沒有減弱效果（圖2g-i）。

3.氣管內注射FNPs改善博萊霉素誘導的肺纖維化

小鼠每5天通過微噴霧器氣管內吸入FNPs（50 μL，2 mg/mL）、RNPs或PBS溶液，直到觀察結束（圖3a）。FNP治療顯著延長了小鼠總生存率（FNP：65%，PBS：30%，RNP：35%）（圖3b）。第21天時，對照組小鼠有嚴重的肺損傷和纖維化，而FNP組小鼠的肺損傷和纖維化明顯減弱（圖3c，d）。通過用力肺活量、肺順應性、用力呼氣量等監測，FNP處理的小鼠的肺功能也得到了保護（圖3e）。損傷21天后，對照組小鼠肺泡結構嚴重扭曲，形成蜂窩狀纖維團塊，FNP治療有效地減少了纖維化面積，并保留了正常的肺泡結構（圖3f，g）。博萊霉素增加了肺組織中α-SMA和I型膠原的染色，FNP組顯著減少，但RNP組沒有顯著減少（圖3f，h）。FNP組小鼠肺中纖維連接蛋白、I型膠原和α-SMA顯著減少（圖3i，j）。FNP組TGF-β1的水平顯著降低（圖3k，l），FNP可降低FSP-1陽性細胞百分率和FSP-1/α-SMA雙陽性細胞百分率（圖3m，n）。

4.靜脈注射FNPs改善四氯化碳（CCl₄）誘導的肝纖維化

小鼠注射6周CCl₄誘導肝纖維化，每7天接受一次FNPs、RNPs或對照治療（圖4a）。隨著纖維化的發展，對照組肝臟回聲的強度和不均一逐漸增強，在門靜脈區附近觀察到大范圍的纖維帶，每周靜脈注射FNPs有效地減緩了肝纖維化的進展，肝臟回聲減少且更加均勻（圖4b，c）。FNP組的血清丙氨酸轉氨酶和天冬氨酸轉氨酶濃度降低，FNPs治療顯著減少了纖維化區域，下調了α-SMA表達、I型膠原沉積（圖4d-f）。FNPs可降低促纖維化、促炎癥和細胞外基質交聯相關基因的表達，并恢復肝臟代謝基因的表達（圖4g）。FNPs抑制了細胞因子-細胞因子受體的相互作用、趨化因子的產生和炎癥反應相關的基因表達，并恢復了肝臟代謝（包括脂肪酸、膽汁酸、糖原、酪氨酸和藥物代謝）相關分子數據庫（MSigDB）的相關基因表達（圖4h，i）。

5.心肌內注射FNP-海藻酸鹽水凝膠減輕局部成纖維細胞活化和膠原沉積及膠原亞型改變

FNPs與海藻酸鈣懸浮液相互作用形成離子橋制備FNP-海藻酸鹽水凝膠復合材料（圖5a）。FNPs在藻酸鹽支架中均勻分布，具有比粘性模量（G″）值高約10倍的恒定彈性模量（G′）（圖5b，c）。FNP-AH組G′值隨應變增加而快速下降，具有高結合能力，但AH和RNP-AH對TGF-β1、IL-11、IL-13和IL-17的結合能力不足（圖5d，e）。急性炎癥中成纖維細胞增殖并被激活，導致大量α-SMA陽性肌成纖維細胞在梗塞區域聚集，但鄰近FNP-AH注射部位的區域α-SMA陽性細胞的數量顯著減少（圖5f，g）。膠原沉積在鄰近FNP-AH注射部位的區域也顯著減少（圖5h，i）。FNP-AH組彈性Ⅲ型膠原纖維比剛性I型膠原纖維的百分比更高（圖5j，k）。

6.FNP-AH復合材料改善心肌梗死后的心臟功能、減少纖維化面積和限制了心臟重構

結扎前降支冠狀動脈誘發心肌梗死，在缺血區和邊緣區多點注射FNP-AH、RNP-AH或AH來誘導MI（圖6a）。FNP-AH可改善心肌梗死組的生存，但AH或RNP-AH不能改善生存（圖6b）。MI后心室損害的改善保持了四周（圖6d）。左心室擴張在FNP-AH組中也得到顯著預防，FNP-AH組中心肌細胞存活率顯著增加（圖6e-g）。FNP-AH組纖維化顯著改善，AH和RNP-AH組也有中度改善，FNP-AH、RNP-AH和AH組的室壁厚度明顯高于MI組（圖6h-j）。與MI組相比FNP-AH組的楊氏模量顯著降低，RNP-AH組和AH組的楊氏模量中度降低（圖6k，l）。FNP-AH組邊緣的心肌細胞的橫截面積明顯低于其他組（圖6m，n）。

結論