仿生纳米系统促进动脉粥样硬化斑块胞葬功能文献综述

 2023-02-12 21:01:31

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)是当今世界上威胁全球人类健康与生命的头号杀手,其发病率和死亡率已超过恶性肿瘤而跃居世界第一,而动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是心血管疾病的主要诱因,其主要病理特征为动脉及其分支的动脉壁内膜下有脂质沉积,同时伴有内膜增厚,形成黄色或灰黄色状如粥样物质的斑块。

大量的基础和临床研究表明,致AS的危险因素包括高脂血症、高血压、高血糖(糖尿病)、高尿酸血症、肥胖、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS)活化、吸烟等。而解释AS发病机制的学说有脂质浸润学说(脂源性学说)、氧化应激学说、血小板功能亢进学说、血栓形成学说、剪切应力学说、损伤反应学说、炎症学说等。

在这些学说中,AS发病的炎症机制是相对新的一种学说,通过大量研究,学界对此形成了普遍的共识:首先,患者的脂代谢出现紊乱,血浆中低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)过高,一旦患者的血管内皮发生轻度损伤,LDL便透过内皮细胞向下沉积。在内皮损伤部位有关炎症物质的作用下,LDL会进一步氧化形成氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein, ox-LDL),而ox-LDL是一种非常强烈的促炎物质,它可以促使血管内皮炎症进一步加剧,刺激循环系统中单核细胞(monocytes, MNCs)的趋化作用,MNCs被招募至炎症内皮下进一步分化成巨噬细胞(macrophages,Ms),而Ms则会不断吞噬内皮下的ox-LDL而形成泡沫细胞(foam cells, FCs)。当FCs吞噬的ox-LDL达到一定水平之后,FCs会发生凋亡;在AS早期胞葬作用有效发挥功能,所以损伤不会发展为脂质粥样坏死核心,而在AS进展期,胞葬作用不能正常发挥功能,凋亡细胞继而形成坏死细胞,坏死细胞破裂并释放出胞内的ox-LDL和大量的炎症因子,进而导致坏死核心的形成,且上述过程会成为一个恶性循环。最终,在血管壁内皮下蓄积的凋亡和坏死细胞、胆固醇和其他脂质结晶共同构成了AS的斑块,导致了AS的发生。

AS斑块形成是AS主要的病理学改变,而大量凋亡和坏死细胞在斑块累积是其重要的特征之一,同时也是继发形成坏死核心和斑块破裂的主要原因。人体内每秒钟约有100万个凋亡或衰老细胞被处理,这一过程称为程序性细胞清除(programmed cell removal, PrCR),又名胞葬作用(efferocytosis)。胞葬作用过程受多种信号分子的精确调控,但是在AS斑块内,胞葬作用仅为生理水平的1/20左右,是由于斑块吞噬细胞识别凋亡细胞功能障碍而造成的。

胞葬作用主要指吞噬细胞对凋亡细胞的吞噬清除过程,吞噬细胞包括专职吞噬细胞如巨噬细胞以及非专职的吞噬细胞如平滑肌细胞等。胞葬作用是一个被高度调节的过程。现已发现参与凋亡细胞和吞噬细胞之间相互作用的数十个信号分子,包括(1)招募吞噬细胞到凋亡细胞区域的化学引诱剂发现我配体,(2)连接吞噬细胞和凋亡细胞的调理素样的桥接分子以及(3)与吞噬细胞上的吞噬受体结合并使活化,从而启动PrCR的凋亡细胞表面的吃我配体。

在人和小鼠AS进展期,斑块中坏死核心的形成以及纤维帽变薄也与胞葬缺陷相吻合,而有效的胞葬作用能防止继发性细胞坏死并抑制死亡细胞释放炎性因子和毒性分子。吞噬细胞对凋亡细胞的胞葬过程,其关键是吞噬细胞能准确识别凋亡细胞释放的吃我(eat me)信号,目前已发现与该识别过程相关的包括桥接分子、补体C1q、吞噬细胞受体、谷氨酰胺转胺酶2,以及其他潜在的吃我配体,如溶血磷脂酰胆碱(lysoPC)和Fas;磷脂酰丝氨酸( phosphatidylserine, PS) 是介导吃我信号的关键分子,正常生理状态下 PS 分布于细胞膜内侧,细胞凋亡时在磷脂转移酶作用下可外化至膜外侧,而巨噬细胞上多种受体通过识别 PS吃掉凋亡细胞。在炎症、翻译后修饰和遗传变异引起的动脉粥样硬化中,促炎刺激可促使识别PS的桥梁分子表达减少,因此巨噬细胞未能正确识别该吃我信号,进而在AS进展期无法产生足够的胞葬清除作用。

本课题目标为制备PNP-DSPE-PEG-Annexin V仿生型纳米系统,Annexin V靶向连接凋亡细胞表面的PS,PNP靶向巨噬细胞,发挥识别吃我信号过程中桥梁分子的功能,从而恢复AS斑块处的胞葬作用,通过有效清除凋亡细胞,从而实现治疗AS的目的。

主要研究内容:

1、仿生纳米系统的设计、制备和表征;

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