Advanced science：我国学者使用生物活性自组装纳米调节剂提高血肿消退并抑制神经炎症治疗脑出血

脑出血 （intracerebral hemorrhage，ICH） 是一种与残疾率和死亡率增加相关的严重疾病。 ICH 的潜在病理涉及由颅血管破裂引起的血肿形成，然后是继发性脑损伤。

目前，临床环境中用于血肿清除的主要方法是手术干预。然而，严格的手术标准限制了符合条件的患者数量。特别值得注意的是，在生理条件下，小胶质细胞在吞噬作用和清除中枢神经系统中的淀粉样斑块、神经原纤维缠结和细胞碎片中起着至关重要的作用。然而，在红细胞上表达的 CD47 通过与小胶质细胞表面的信号调节蛋白 α （signal regulatory protein α，SIRPα） 结合来激活“don't eat me”信号。这种相互作用导致免疫逃逸并抑制吞噬作用，从而限制内源性血肿清除。注射 CD47 已被敲除的血液可加快凝块消退、减少脑肿胀和减少神经功能缺损此外，小胶质细胞是在对 ICH 的早期先天免疫反应中第一个被激活的非神经元细胞。小胶质细胞极化和随后的神经炎症反应通过释放促炎细胞因子，如白细胞介素 12 和肿瘤坏死因子 α导致 ICH 诱导的继发性损伤。因此，增强小胶质细胞对血肿的内源性清除，同时控制细胞炎症，有望治疗脑出血和改善预后。

DNA酶是一类能够特异性识别和切割靶 RNA 的催化 DNA 分子。DNAzymes 由用于底物结合的靶标识别臂序列组成，再加上通过金属离子介导的活动起作用的催化核心，可以特异性结合靶 RNA，并且在金属离子的激活下，其催化核心会攻击 RNA 底物的磷酸二酯键，从而有效裂解靶 RNA。DNAzymes 的特异性和可编程性使其成为疾病治疗中创新治疗策略的理想选择。

近日，郑州大学刘俊杰团队在advanced science（IF=14.3）上在线发表了题为“Bioactive Self‐Assembled Nanoregulator Enhances Hematoma Resolution and Inhibits Neuroinflammation in the Treatment of Intracerebral Hemorrhage”的研究，在这项研究中，引入了一种纳米调节剂 （SDz），它是通过 Mg²⁺ 和 SIRPα DNAzyme 的自组装形成的，Mg²⁺ 充当辅因子，激活 SIRPα DNAzyme 的催化活性。结果发现通过阻断 CD47-SIRPα 信号通路，小胶质细胞可以快速有效地吞噬红细胞，从而促进血肿清除。同时，Mg²⁺ 通过抑制 MyD88/MAPK/NF-κB 通路调节小胶质细胞表型以减轻神经炎症。这种简单而高效的纳米平台为血肿清除和 ICH 治疗提供了协同机制，为将创新观点引入 ICH 治疗的临床和转化方法具有重要前景。

该研究提出了一种由 Mg2+ 和SIRPα DNAzyme 组成的纳米调节因子，用于ICH。通过一系列的研究发现它通过激活小胶质细胞中的 SIRPα DNAzyme 来增强血肿清除并抑制神经炎症，增强红细胞清除，并将小胶质细胞转变为抗炎状态。

图1.用于治疗脑出血中用于增强血肿消退和抑制神经炎症的自组装纳米调节剂的示意图

图2.SDz 的制备和表征

SDz 的综合和表征：在这项工作中，选择了一种高效的 Mg2+ 激活的 mRNA 裂解 DNA 酶来特异性识别和沉默细胞内 SIRPα mRNA，从而抑制蛋白质表达。PAGE 结果进一步证实，在酸性环境中从 SDz 释放的 Mg2+ 完全足以启动 DNAzyme 活性，SIRPα DNAzyme 序列不仅具有切割 SIRPα 的能力，而且还可以捕获 Hb，这可能是由于其独特的二级结构。体外溶血试验表明 SDz 表现出良好的血液相容性和稳定性。、

SDz 的细胞摄取和表型调控：FCM 结果表明，随着孵育时间的延长，BV2 细胞的荧光强度逐渐增加，CLSM 结果证实了这一趋势。这些结果表明 BV2 细胞对 SDz 的有效内化。体外验证证实 SDz 可以识别和捕获 Hb， ICH 后，小胶质细胞被激活，导致形态和功能发生显着变化。活化的小胶质细胞现在分为两种表型：M1 和M2，前者是促炎的，后者是抗炎的。Mg2+ 可以逆转 M1 极化，同时促进 M2 极化

小胶质细胞极化调节机制：与 LPS 组相比，LPS 预处理的 cDz、SDz 和 Mg2+ 组中 MyD88、p-IKKα/β、p-P38、p-P65 和 p-JNK 的表达下调，LPS 激活MyD88/MAPK/NF-κB 信号通路，促进小胶质细胞向 M1 表型的极化。Mg2+ 阻断 MyD88/MAPK/NF-κB 信号通路，从而通过降低促炎细胞因子 IL-6 和 TNF-α 的表达来减少炎症。 SDz 诱导的 BV2 细胞中 SIRPα 减少和红细胞吞噬作用增强：除了调节小胶质细胞表型外，Mg2⁺ 还作为激活 SIRPα DNAzyme 的辅助因子，有效沉默 SIRPα 并最终阻断 CD47-SIRPα 相互作用。此外，通过测量 iNOS 和 CD206 的表达水平，我们证明在 SDz 处理下小胶质细胞对红细胞的吞噬作用增加并未逆转 M2 小胶质细胞表型。胶原酶诱导的 ICH 模型中病灶部位的选择性靶向和 SDz 的治疗效果：体内荧光成像显示 ICH 病灶中的突出信号，表明 SDz 比游离 DNAzyme 和 cDz 表现出更好的脑靶向性。在体内评估 SDz 对 C57BL/6 小鼠 ICH 的治疗效果。与 cDz 组相比，SDz 组的血肿吸收明显更大。为了评价 SDz 的保护作用，检查了 ICH 小鼠大脑中的丙二醛  水平。结果显示，SDz 组的 MDA 水平显著低于对照组。尼氏染色显示，用 SDz 处理的小鼠表现出最多的神经元。

ICH 小鼠行为功能的改善：小鼠模型中的行为评估对于评估治疗干预的疗效至关重要。行为实验表明，ICH 显著损害小鼠的各种运动和感知功能，而 SDz 治疗显着改善神经运动能力。小鼠的综合评估证实了 SDz 对 ICH 的保护作用，突出了其出色的治疗效果。

总之，本研究介绍了一种新型纳米调节剂，旨在提高 ICH 后血肿消退并抑制神经炎症。SDz 治疗显着加速血肿吸收并减少神经系统炎症，促炎细胞因子分泌减少和抗炎因子产生增加证明了这一点。此外，在 ICH 小鼠中观察到的神经功能缺损明显缓解。共同递送策略的实施，结合 SDz 内复杂的协同相互作用，提高了对 ICH 的治疗效果，而没有任何明显的全身副作用。SDz 同时解决血肿消退和神经炎症的潜力强调了其作为 ICH 有前途的治疗途径的重要性，为改善患者预后提供了一种新颖而全面的方法。

原始出处：

Bioactive Self-Assembled Nanoregulator Enhances Hematoma Resolution and Inhibits Neuroinflammation in the Treatment of Intracerebral Hemorrhage. Adv Sci (Weinh). 2025 Jan;12(1):e2408647. doi: 10.1002/advs.202408647. Epub 2024 Nov 8. PMID: 39520083; PMCID: PMC11714160.