AIVEV文献分享丨《Nature Communications》打破“载体”局限!

研究背景：

    炎症性肠病（IBD）是一种慢性、复发性胃肠道疾病，其核心病理机制为持续的肠道炎症反应与免疫耐受受损，导致免疫失调恶性循环。目前临床常用疗法（如小分子药物、免疫抑制剂及生物制剂）虽能缓解症状，但难以根本逆转免疫失衡，且长期使用存在系统性免疫抑制风险。IBD患者还面临肠纤维化及结肠炎相关结直肠癌（CAC）等严重并发症的威胁，目前尚缺乏有效防治手段。因此，亟需开发既能抑制炎症、又能恢复免疫耐受的新型靶向治疗策略。

本文亮点：

1. 仿生双重靶向设计：通过融合调节性T细胞（Treg）来源的外泌体与血小板膜囊泡，构建的杂化纳米囊泡（PrEXO）兼具炎症归巢和血管损伤粘附能力，可在IBD模型中高效富集于发炎结肠组织，实现病灶精准递送。

2. 微环境响应性抗体释放：利用基质金属蛋白酶（MMP）可裂解连接体将IL-23抗体（a23）偶联于杂化囊泡表面，在炎症病灶高表达MMP的环境中特异性释放抗体，从而局部阻断IL-23/Th17炎症轴，同时降低全身免疫抑制风险。

3. 抗炎-促耐受协同治疗：PrEXO-a23不仅能中和IL-23抑制炎症，还能通过Treg外泌体固有的免疫调节分子，诱导耐受性树突状细胞（tDCs）和Treg细胞扩增，重建肠道免疫耐受。该双效策略显著缓解IBD症状、修复肠屏障、调节菌群，并有效预防肠纤维化和结肠炎相关结直肠癌（CAC），其抗癌效果部分依赖于p53通路。

图文导读：

图1 ：工程化血小板-调节性T细胞（Treg）杂合纳米囊泡（PrEXO-a23）的示意图，用于炎症性肠病（IBD）的靶向免疫调节与免疫耐受诱导。本文阐述了PrEXO-a23的制备方法及其实验设计，旨在通过纠正免疫失调来改善 IBD 病情，并降低肠道纤维化及结肠炎相关结直肠癌（CAC）等并发症的风险。PrEXO-a23在阻止 IBD 向CAC进展中的作用部分依赖于p53蛋白。

图片解析：示意图左侧展示PrEXO-a23的制备流程——将Treg外泌体与血小板膜囊泡融合，再通过MMP可裂解连接体偶联IL-23抗体。右侧展示其在IBD治疗中的作用机制——经静脉注射后，杂化囊泡通过血小板介导的损伤粘附和Treg介导的炎症归巢，靶向富集于发炎结肠；在MMP高表达的病灶中，连接体被切割，释放a23和PrEXO。a23中和IL-23从而抑制Th17炎症反应，PrEXO则诱导耐受性树突状细胞并促进Treg扩增，重建免疫耐受。最终协同缓解炎症、修复屏障、预防纤维化和癌症。

图2：PrEXO-a23的制备与表征。a. rEXO、 PMV 、PrEXO及PrEXO-a23的代表性透射电子显微镜（TEM）图像。PrEXO-a23与二抗偶联的金纳米颗粒结合。比例尺：50 nm。b、c. rEXO在经 PMV 和a23修饰前后的粒径(b)与zeta电位(c)。d. PrEXO-a23的 CLSM 图像：橙色：rEXO；红色： PMV ；绿色：a23。比例尺：10 μm。插图显示主图中轮廓区域的图像。比例尺：100 nm。e. rEXO、 PMV 、a23及PrEXO-a23中蛋白质标志物的Western blot分析结果。完整扫描图见补充图7。f. 不同处理条件下a23释放量的 ELISA 定量分析。g. 释放的a23与游离a23的 ELISA 结合分析。h. PrEXO-a23在PBS中7天内的粒径与zeta电位变化。

图片解析：透射电镜下rEXO、PMV、PrEXO及PrEXO-a23均呈典型杯状形态，免疫金标记证实a23成功偶联于杂化囊泡表面。偶联a23后粒径轻微增大、zeta电位略有降低。共聚焦显微镜中rEXO、PMV与a23三色信号高度共定位，证实杂化结构成功构建。蛋白质印迹检测到rEXO标志物（ALIX、TSG101、CCR6）、血小板标志物（GPIbα、CD62P）以及a23均存在于PrEXO-a23中，功能组分得以保留。体外释放实验中，MMP9存在时a23被有效释放，且释放的抗体保持与IL-23的结合活性，MMP9抑制剂GM6001可阻断该释放。稳定性测试表明，PrEXO-a23在4℃ PBS或37℃血浆中7天内粒径与电位无明显变化。

图3：PrEXOa23在体外的抗炎及免疫耐受调节作用： a. 未成熟T细胞与NCM460细胞共培养系统的实验方案。 b. CD4+ T细胞中Th17细胞（CD4+ IL-17A+）的流式细胞术定量分析。 c、d. CD4+ T细胞培养上清液中IL-17A(c)与 TNF - α (d)水平的 ELISA 分析。 e. NCM460细胞死亡率的流式细胞术定量分析。 f. 巨噬细胞（mDCs）向调节性树突状细胞（tDCs）转化的实验方案。 g. DCs中CD11c+细胞CD80/CD86及MHC II类分子表达的流式细胞术分析。 h. DCs上清液中IL-6、 TNF - α 、IL-10及 TGF - β 水平的 ELISA 分析。 i. 未成熟T细胞与预处理DCs共培养后T细胞分化实验的流式细胞术分析方案。 j、k. CD4+ T细胞中调节性T细胞（Tregs，CD25+ FOXP3+）(j)与Th17细胞（CD4+ IL-17A+）(k)的极化状态。

图片解析：在共培养模型中，PrEXO-a23使Th17细胞比例降至接近正常水平，促炎因子IL-17A和TNF-α显著降低，并有效减轻Th17诱导的肠上皮细胞凋亡与坏死。在DC分化体系中，PrEXO-a23处理使成熟DC的共刺激分子（CD80/CD86、MHC II）和促炎细胞因子（IL-6、TNF-α）明显下调，同时大幅上调抗炎因子IL-10和TGF-β，推动DC向耐受性表型转化。将这些预处理后的DC与naive T细胞共培养，PrEXO-a23组中Treg比例升高最多，Th17比例降低最多，证实其兼具抑制炎症和促进免疫耐受的双重调控作用。

图4：IBD 小鼠结肠病变中PrEXO-a23抗体的靶向能力增强及MMP响应性释放：a. 注射DiD标记制剂后不同时间点 IBD 小鼠全身荧光辐射效率的定量分析；b、c. 12小时后分离结肠组织并进行成像：离体结肠组织荧光图像(b)及荧光辐射效率定量结果(c)；d. 冷冻结肠切片中DiD标记制剂的 CLSM 图像与定量数据：红色：DiD；蓝色：细胞核；比例尺：100 μm；e. 结肠固有层中DiD阳性免疫细胞（包括中性粒细胞、树突状细胞、巨噬细胞、T细胞和B细胞）的流式细胞术分析；f. 注射PrEXO + a23、PrEXO-fLa23或PrEXO-a23（Alexa Fluor 647标记的a23；DiR标记的PrEXO）后不同时间点 IBD 小鼠全身及离体结肠的代表性活体荧光图像；g. 图(f)中PrEXO（上）与a23（下）全身荧光辐射效率定量；h. 图(f)中注射12小时后PrEXO与a23在离体结肠中的荧光辐射效率定量；i. 结肠组织切片的代表性 CLSM 图像（左）及定量分析结果（右）：红色：PrEXO；绿色：a23。

图片解析：在IBD模型中，PrEXO-a23于注射后2小时即富集于结肠病变，12小时达峰并维持至48小时，其病灶荧光强度显著高于rEXO、PMV及物理混合物。离体结肠和切片定量也证实其靶向性最佳，且能被多种免疫细胞高效摄取。双标记示踪显示：物理混合物中抗体信号快速消失，而PrEXO-a23实现了载体与抗体的共递送，且病变区抗体信号显著增强。共聚焦观察进一步确认，在可裂解连接体组中绿色抗体信号与红色载体信号明显分离，表明PrEXO-a23在炎症病灶内发生了MMP响应性切割，从而释放游离抗体和纳米载体。

图5：PrEXO-a23对结肠组织免疫调节功能的影响。a–c：结肠组织切片中CD86/CD68的代表性免疫荧光染色图像(a)及CD86(b)与CD68(c)的定量分析结果。绿色：CD68；红色：CD86；蓝色：细胞核；比例尺：100 μm。d，e：结肠组织中IL-17A和 IFN - γ 表达的代表性免疫组化染色图像(d)及定量分析结果(e)；比例尺：100 μm。f：通过 ELISA 检测结肠匀浆中细胞因子（IL-23、IL-6、IL-10）水平。g，h：结肠固有层中调节性T细胞（CD4+ FOXP3+）、Th1细胞（CD4+ IFN - γ +）及Th17细胞（CD4+ IL-17A+）的流式细胞术图谱(g)与统计分析结果(h)。i–k：小鼠结肠组织RNA测序分析（n=5只）。 GSEA ：DSS组与PrEXO-a23组差异表达基因（DEGs）在炎症性肠病通路中的富集情况(i)；NES：标准化富集评分； KEGG 通路分析显示DSS组、PrEXO组、a23组、rEXO-a23组及PrEXO-a23处理组相较于相应对照组的DEGs（log2|倍数变化|≥1且校正后P≤0.05）(j)；层次聚类热图展示与炎症反应相关的DEGs(k)。

图片解析：在IBD小鼠结肠中，PrEXO-a23显著减少CD86+树突状细胞和CD68+巨噬细胞浸润，效果优于单药。它全面抑制IL-23、IL-6、IL-17A、TNF-α、IFN-γ等促炎因子至接近健康水平，并回升抗炎因子IL-10。流式细胞术显示，PrEXO-a23有效增加Treg比例，同时抑制Th1和Th17，恢复免疫平衡。RNA-seq证实其下调IBD、Th17等相关通路，抑制促炎基因（Ccr2、Il-17a等），上调耐受相关基因（Fem1a），从分子层面纠正免疫失调。

doi:

10.1038/s41467-026-69382-4

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-026-69382-4