《Journal of Nanobiotechnology》：Engineered endoplasmic reticulum-targeting nanodrugs with Piezo1 inhibition and promotion of cell uptake for subarachnoid hemorrhage inflammation repair
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蛛网膜下腔出血（SAH）威胁生命，Piezo1 与中枢神经系统疾病相关。研究人员开展了构建工程化内质网靶向纳米药物（CAQKERM@GsMTx4）治疗 SAH 的研究。结果显示该药物能有效抑制 Piezo1，减轻炎症和神经元损伤，为 SAH 临床治疗提供了新策略。
蛛网膜下腔出血（SAH）是一种严重威胁生命的急性出血性脑血管疾病，常常伴随着颅内高压引发的剧烈头痛，严重时甚至会导致脑疝，让患者的生命健康面临巨大危机。在 SAH 的发病过程中，早期脑损伤（EBI）起着关键作用，是导致患者预后不良的重要因素。而
Piezo1 作为一种机械敏感离子通道蛋白，其机械特性与中枢神经系统疾病紧密相连，研究发现抑制 Piezo1 具有神经保护作用。然而，目前针对 SAH 的治疗手段存在诸多不足，传统药物治疗由于其非特异性，容易产生脱靶效应，难以精准地作用于病变部位，治疗效果不尽如人意。
为了攻克这些难题，中山大学附属第五医院的研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们致力于构建一种工程化内质网靶向纳米药物（CAQKERM@GsMTx4），并探索其在 SAH 治疗中的应用潜力。研究结果令人振奋，这种纳米药物展现出了卓越的治疗效果，为 SAH 的临床治疗带来了新的希望。该研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过构建特定的质粒并转染细胞，成功制备了携带 CAQK - TRP - PK1 融合肽的工程化内质网囊泡；接着，采用纳米颗粒跟踪分析（NTA）和透射电子显微镜（TEM）等技术对纳米囊泡的特性进行表征；还利用流式细胞术检测相关蛋白的表达水平；建立了 SAH 小鼠模型，结合体内外实验评估纳米药物的治疗效果，其中包括对小鼠进行行为学测试等。
下面详细介绍研究结果：
纳米药物的制备与表征 ：研究人员通过将 CAQK - TRP - PK1 融合肽展示在纳米囊泡表面，同时在囊泡内部封装 Piezo1 抑制剂 GsMTx4，成功制备了 CAQKERM@GsMTx4。实验结果显示，该纳米药物呈现出类似外泌体的特性，具有良好的尺寸分布和稳定性。通过蛋白质组学分析发现，工程化内质网囊泡（CAQKERM）富含多种功能蛋白，这些蛋白在许多生理过程和信号通路中发挥着重要作用，为其作为药物递送平台提供了有力支持。体外免疫调节、神经保护、ROS 清除及细胞摄取 ：为模拟颅内出血条件，研究人员开发了压力 - 血液灌注装置。在该装置中，BV2 小胶质细胞受到刺激后，经 CAQKERM@GsMTx4 处理，其诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、活性氧（ROS）和促炎细胞因子水平显著降低，同时抗炎细胞因子水平升高，表明该纳米药物具有良好的抗炎效果。此外，实验表明 CAQKERM@EVs 在神经细胞中的摄取效率明显优于传统细胞膜来源的囊泡，且能有效抑制 Piezo1 的异常激活。体内靶向性 ：将负载 IR780 的纳米囊泡静脉注射到 SAH 小鼠体内后，发现 CAQKERM@IR780 在小鼠脑组织中的荧光信号显著增强，且广泛分布于神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞中，表明该纳米药物具有高效的靶向性。治疗效果评估 ：给 SAH 小鼠尾静脉注射 CAQKERM@GsMTx4 后，发现其能有效降低脑组织中的 ROS 水平，减轻炎症反应，促进神经元存活，改善神经功能。在行为学测试中，接受该纳米药物治疗的小鼠在改良 Garcia 评分、平衡木测试、旷场实验和 Morris 水迷宫实验中表现均优于其他治疗组，表明其神经功能得到了显著改善。分子机制研究 ：通过对 SAH 小鼠脑组织进行全基因组 RNA 测序，研究人员发现 CAQKERM@GsMTx4 调节了多个与激素水平调节、信号释放、免疫反应等相关的信号通路，这些通路与神经保护和抗炎机制密切相关。生物安全性评估 ：实验证实，工程化内质网囊泡对细胞活力没有负面影响，在小鼠的主要器官中也未观察到明显的不良反应，表明其具有良好的生物安全性。
综上所述，本研究成功构建了一种具有靶向能力和增强细胞摄取功能的工程化内质网纳米递送系统（CAQKERM@GsMTx4），用于治疗 SAH。该纳米药物在体内外均展现出了优异的治疗效果和生物安全性，能有效调节炎症免疫微环境，减少 ROS 产生，促进神经元存活，显著改善 SAH 小鼠的神经功能。这一研究成果为 SAH 的临床治疗提供了一种全新的、极具潜力的策略，有望在未来的临床实践中发挥重要作用。不过，目前该研究仍处于基础研究阶段，未来还需要进一步开展大动物模型实验，验证其药代动力学、安全性和有效性，以推动其向临床应用的转化。
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