“特洛伊纳米管”，有效清除小鼠动脉粥样硬化斑块 | Nature子刊
动脉粥样硬化的一个特征是动脉壁内斑块的积聚，它是心脏病发作和中风的基础。现有的治疗方法可以治疗高血压和高胆固醇等危险因素，但不能解决病变细胞的沉积和动脉壁内的炎症。
近期，由密歇根州立大学和斯坦福大学的科学家合作，开发了一种纳米颗粒可以通过“提示”人体自身的细胞“吞噬”它们，来帮助减少小鼠动脉壁沉积物，同时不会产生有害的副作用。相关研究成果于1月27日发表于Nature Nanotechnology上 [1]。
图片来源：Nature Nanotechnology [1]
领导该研究的Nicholas Leeper博士说：“这是精密医学，我们利用纳米管装载药物，就像特洛伊木马一样。”
血管外科和心血管医学教授 Nicholas Leeper（图片来源：斯坦福大学官网）
关闭“别吃我”信号
动脉斑块中患病和死亡的细胞发出“别吃我”的信号，阻止免疫系统的废物清除细胞（即巨噬细胞）吞噬它们。在许多类型的癌细胞表面也发现了同样的信号，使它们能够逃避检测并增殖。Leeper实验室之前在Nature杂志上报道过，某些基于抗体的疗法可以阻断这种隐形信号，防止小鼠的斑块生长。不幸的是，这种非靶向方法也会导致巨噬细胞清除一些健康细胞，带来副作用。
文章的通讯作者之一Bryan Ronain Smith博士发明了一种单臂碳纳米管（single-walled carbon nanotube，SWNT）来携带一种关闭“别吃我”信号的分子，即SHP1抑制剂。与非特异性抗体不同的是，这些纳米管能被95%以上的巨噬细胞优先摄取（相对于非吞噬细胞），从而进入动脉斑块等炎症部位。一旦进入斑块，这些巨噬细胞就开始“吞噬”患病和死亡的细胞。
e）小鼠巨噬细胞（左）、内皮细胞（中）和血管平滑肌细胞（右）摄取研究的流式细胞术直方图。f）细胞摄取分析显示SWNT有在小鼠巨噬细胞中特异性聚集的倾向。（图片来源：Nature Nanotechnology [1]）
具体来说，纳米管中包含的药物通过抑制巨噬细胞内的SHP1信号传导通路发挥作用。通常情况下，该通路会阻止巨噬细胞清理组成斑块沉积核心的凋亡细胞和细胞碎片，但是在SHP1暂时关闭的情况下，巨噬细胞可以自由“吞噬”这些东西。
a）SWNT-SHP1i（SHP1 inhibitor）的示意图，其包含由磷脂PEG（DSPE-PEG：1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[氨基（聚乙二醇]）功能化的SWNT的主链，以形成生物相容性纳米管。Cy5.5荧光基团通过π-π堆积和与纳米管表面的疏水相互作用来跟踪体内给药。b）SWNTs的柱状形态及其周围的PEG磷脂层显微图。（图片来源：Nature Nanotechnology [1]）
减少斑块，且无明显副作用
通常来说，斑块核心破裂会导致斑块碎屑阻塞动脉，从而引发心脏病发作和中风。当该核心被吞噬时，沉积物的剩余部分会变小，更稳定且不会破裂。
研究人员通过血管疾病小鼠模型实验发现，正如预期的那样，接受SWNT- SHP1i治疗的小鼠损伤显示坏死核变小（下图d）、凋亡小体聚集减少（下图e），并且动脉炎症也减少了。众所周知，持续性炎症会增加斑块的脆弱性和急性心血管事件的风险，因此SWNTs对抗炎症的明显能力也非常令人感兴趣。
图片来源：Nature Nanotechnology [1]
Smith表示，由于纳米管中的白细胞进入动脉斑块而不是健康组织，因此该疗法避免了贫血和器官损伤等副作用。他说：“我们能够将纳米管的摄取限制在我们想要的细胞内。治疗的一般原则是：目标越明确，副作用越少。”
Leeper也兴奋地说道：“我们重新激活了巨噬细胞识别目标的能力，吞噬斑块并带走这些‘垃圾’，但最重要的是，这次我们没有看到任何明显的毒性。”
最后，文章第一作者Alyssa M.Flores强调，他们的发现还有其他治疗意义，不仅是针对心血管疾病，可能也适用于癌症治疗。
1# Nanotherapy reduces plaque build up in mouse arteries （来源：斯坦福大学官网）