01
研究背景
急性胰腺炎(AP)是一种高死亡率的消化系统急症,其发病机制复杂,主要特征为腺泡细胞的坏死性死亡,导致消化酶提前释放和激活,引发炎症风暴和器官损伤。当前临床治疗手段有限,尤其是重症急性胰腺炎(SAP),缺乏有效的靶向治疗药物。
在AP的急性期,巨噬细胞通过“凋亡细胞清除作用”(efferocytosis)及时清除死亡细胞,防止炎症失控。Annexin A1(Anxa1)是一种已知参与efferocytosis的蛋白,但其在AP中的具体作用尚不明确。
近日,由福建医科大学研究团队于 Nature nanotechnology杂志发表的研究论文系统揭示了巨噬细胞的Anxa1-ABCG2-cGAS-STING-efferocytosis信号通路在AP发病中的核心作用,丰富了AP免疫调控机制的理论体系。团队开发的巨噬细胞靶向的Anxa1 mRNA纳米脂质体,能够实现对炎症巨噬细胞的精准递送,显著提升AP的治疗效果,有望拓展至其他炎症性疾病和mRNA药物递送领域。

【期刊】Nature Nanotechnology
【IF值】34.9
【DOI】10.1038/s41565-025-01979-0
论文中用于构建靶向脂质体所需的可电离脂质SM-102(货号:C1042)、辅助脂质DOPE(货号:C4956)、胆固醇(货号:B1702)及DMG-PEG2000(货号:M2001)均由APExBIO提供。
02
核心发现
Anxa1缺失加重AP病理损伤
研究团队首先构建了髓系细胞特异性Anxa1敲除小鼠(Anxa1CKO),并腹腔给予常用的Cerulein诱导AP模型。结果显示,Anxa1CKO小鼠的胰腺水肿、炎症、坏死显著加重,血清炎症因子(IFN-β、TNF-α)升高,巨噬细胞和凋亡细胞积聚,坏死细胞比例升高。说明Anxa1在巨噬细胞中对AP有保护作用。

图1 巨噬细胞中Anxa1的缺乏会加重小鼠AP
Anxa1促进巨噬细胞efferocytosis,抑制STING通路
上述结果表明Anxa1缺失导致巨噬细胞efferocytosis能力下降,凋亡腺泡细胞无法及时清除,继发性坏死增加。作者进一步的机制研究发现,Anxa1缺失主要激活了cGAS-STING通路,促进TBK1/NF-κB信号,诱导I型干扰素(IFN-β)等炎症因子表达,从而加重炎症反应。他们通过敲除STING或cGAS,发现均可部分逆转Anxa1缺失带来的AP加重效应。

图2 巨噬细胞Anxa1缺陷依赖cGAS-STING通路诱导I型IFN
cGAMP通过ABCG2转运进入巨噬细胞,激活STING通路
已有研究表明,腺泡细胞死亡后释放的DNA能激活骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)中的STING通路,导致IFN-β水平升高。为探究AP中Anxa1缺乏诱导I型IFN反应的确切机制,作者收集腺泡细胞上清液(ACSs)与BMDMs进行共培养,果然ACS处理后BMDMs中IFN-β表达水平如预期增加。而在处理BMDMs前先分别用DNase I(水解DNA)和ENPP1(可水解cGAMP)预处理ACS,结果显示相比DNase I,ENPP1更显著降低BMDMs中的IFN-β水平(图3a),表明腺泡细胞释放的cGAMP而非DNA才是激活巨噬细胞STING通路的关键分子。

图3 Anxa1缺乏引起的I型IFN反应需要ATP结合盒转运体ABCG2的参与
为弄清楚cGAMP进入BMDMs的跨膜转运通道,作者将ABC转运体作为研究对象,并使用三种不同类型的ABC转运体抑制剂:verapamil(抑制ABCB1转运体)、KO-143(抑制ABCG2转运体)以及 MK-571(抑制ABCC1转运体)进行处理。实验证实KO-143预处理能完全消除ACS对IFN-β生成的促进作用(图3e)。并且相比野生型BMDMs,ABCG2−/−小鼠体内提取的BMDMs的IFN-β分泌效应同样减弱(图3g)。p-TBK1和p-NF-κB P65的表达水平显著降低(图3h)。由此最终确定cGAMP通过ABCG2转运蛋白进入巨噬细胞,激活STING-TBK1-IRF3/NF-κB通路,诱导炎症反应。反之,通过抑制ABCG2(如给予KO-143)或敲除Abcg2基因,均可显著降低IFN-β表达和AP病理损伤。

图3 Anxa1缺乏引起的I型IFN反应需要ATP结合盒转运体ABCG2的参与
Anxa1 mRNA纳米脂质体(HA-M@Lip@Anxa1 NPs)
精准递送,显著缓解AP
最后,研究团队开发了以透明质酸(HA)修饰、巨噬细胞膜包裹的Anxa1 mRNA纳米脂质体(HA-M@Lip@Anxa1 NPs),实现对胰腺炎症巨噬细胞的靶向递送。体内外实验显示,该纳米药物能高效进入炎症巨噬细胞,显著提升Anxa1表达,p-TBK1、p-IRF3、p-NF-κB P65、NLRP3等炎症分子下调,抑制STING通路,并恢复巨噬细胞的efferocytosis能力。在Cerulein AP小鼠模型中,HA-M@Lip@Anxa1 NPs表现出优异的治疗效果,显著降低胰腺水肿、坏死、炎症评分,减少炎症细胞浸润和凋亡/坏死细胞比例,效果优于单纯Anxa1 mRNA、Lip@Anxa1 NPs等治疗组。

图4 HA-M@Lip@Anxa1 NPs在AP小鼠中的治疗效果
03
创新亮点
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揭示Anxa1在AP巨噬细胞efferocytosis中的关键作用,并阐明其通过抑制cGAS-STING通路保护胰腺。
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发现cGAMP-ABCG2-STING轴是AP炎症放大的新机制,为炎症性疾病治疗提供新靶点。
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开发了巨噬细胞膜仿生+HA修饰的Anxa1 mRNA纳米脂质体,实现对炎症巨噬细胞的精准递送,显著提升治疗效果。
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多模型验证,安全性良好,具备临床转化潜力。
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小结
本研究以Anxa1为切入点,系统揭示了巨噬细胞efferocytosis障碍在AP中的致病作用,并通过纳米技术实现了mRNA药物的精准递送和功能恢复,为急性胰腺炎等炎症性疾病的治疗带来了革命性新思路。未来,随着纳米递送和mRNA药物技术的不断成熟,类似的精准治疗方案有望在临床落地,造福更多患者。
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