靶向髓系細(xì)胞mTOR研究：納米生物制劑有望破解感染相關(guān)過度炎癥
摘要
感染引發(fā)的過度炎癥及急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）死亡率高，治療手段有限。本研究通過單細(xì)胞 RNA 測序發(fā)現(xiàn)，COVID-19 患者髓系細(xì)胞中 mTOR 通路基因異常表達(dá)，證實(shí)其在感染相關(guān)炎癥中的核心調(diào)控作用。基于此開發(fā)的 mTOR 抑制納米生物制劑（mTORi-nanobiologics），可特異性靶向髓系細(xì)胞及其骨髓前體細(xì)胞。體外實(shí)驗(yàn)顯示其能有效抑制人單核細(xì)胞過度炎癥反應(yīng)，體內(nèi)在小鼠過度炎癥及 ARDS 模型中，可顯著降低造血器官及肺部代謝活性與炎癥水平，且無廣泛免疫抑制副作用。該研究為感染相關(guān)過度炎癥的精準(zhǔn)治療提供了新策略。
方法
本研究遵循倫理規(guī)范，通過單細(xì)胞 RNA 測序分析 COVID-19 患者外周血免疫細(xì)胞 mTOR 通路基因表達(dá)；合成載有雷帕霉素前藥的 mTORi-nanobiologics，經(jīng)動態(tài)光散射和冷凍電鏡表征。體外采用人原代單核細(xì)胞構(gòu)建訓(xùn)練免疫模型，評估其抗炎效果；體內(nèi)構(gòu)建 LPS 誘導(dǎo)的小鼠過度炎癥（腹腔注射 LPS）和 ARDS（氣管內(nèi)注射 LPS）模型，設(shè)置對照組、安慰劑組和 mTORi-nanobiologics 治療組，結(jié)合 PET/CT 顯像、流式細(xì)胞術(shù)及細(xì)胞因子檢測，系統(tǒng)評估治療效果。
分子影像設(shè)備應(yīng)用情況
采用美迪索nanoScan PET/CT 設(shè)備進(jìn)行 ¹⁸F-FDG 顯像，小鼠禁食后尾靜脈注射 ¹⁸F-FDG，麻醉狀態(tài)下先完成全身 CT 掃描（50 kVp、180 mAs），再行 20 分鐘 PET 采集。通過 Osirix MD 軟件融合 PET/CT 圖像，勾畫骨髓、肺部等感興趣區(qū)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化攝取值（SUV），量化組織代謝活性與炎癥程度；顯像后采用 γ 計(jì)數(shù)器檢測離體組織放射性活度，計(jì)算每克組織注射劑量百分比（% ID/g）。
分子影像設(shè)備實(shí)驗(yàn)結(jié)果
PET/CT 顯像及離體檢測顯示，過度炎癥模型中，LPS 處理組骨髓 ¹⁸F-FDG 攝取較對照組升高 4 倍，而 mTORi-nanobiologics 治療組顯著降低至基線水平（Fig. 4B）；ARDS 模型中，治療組肺部 ¹⁸F-FDG 攝取較安慰劑組下降 3 倍，與健康對照組無顯著差異，直觀印證制劑對器官炎癥的抑制作用。
原文Fig. 4A-B：¹⁸F-FDG PET/CT 脊柱融合圖像，清晰對比安慰劑組與 mTORi-nanobiologics 治療組的骨髓代謝活性差異，體現(xiàn)制劑的抗炎效果
研究結(jié)果
原文Fig. 5D標(biāo)注：柱狀圖量化顯示 ARDS 模型中各組肺部 ¹⁸F-FDG 攝取差異，明確 mTORi-nanobiologics 可有效逆轉(zhuǎn)肺部過度炎癥。
結(jié)論
本研究證實(shí)髓系細(xì)胞 mTOR 通路異常激活是感染相關(guān)過度炎癥的核心機(jī)制，mTORi-nanobiologics 通過特異性靶向髓系細(xì)胞，可在體外抑制單核細(xì)胞過度活化，在體內(nèi)顯著減輕小鼠系統(tǒng)性炎癥和 ARDS 相關(guān)器官損傷，且避免了傳統(tǒng) mTOR 抑制劑的廣泛免疫抑制副作用。該制劑借助納米載體實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靶向，為感染相關(guān)過度炎癥提供了安全有效的治療新方案，未來有望拓展至 COVID-19 等多種炎癥相關(guān)疾病的臨床治療。
原文Fig. 5E：流式細(xì)胞術(shù)分析圖及量化結(jié)果，顯示 mTORi-nanobiologics 可顯著降低 ARDS 模型小鼠骨髓 Ly6C⁺單核細(xì)胞數(shù)量，為制劑調(diào)控髓系細(xì)胞增殖、抑制炎癥的核心結(jié)論提供直接依據(jù)。
①原文出處DOI：10.1016/j.isci.2025.112163
②原文鏈接：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2589004225004249
感染引發(fā)的過度炎癥及急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）死亡率高，治療手段有限。本研究通過單細(xì)胞 RNA 測序發(fā)現(xiàn)，COVID-19 患者髓系細(xì)胞中 mTOR 通路基因異常表達(dá)，證實(shí)其在感染相關(guān)炎癥中的核心調(diào)控作用。基于此開發(fā)的 mTOR 抑制納米生物制劑（mTORi-nanobiologics），可特異性靶向髓系細(xì)胞及其骨髓前體細(xì)胞。體外實(shí)驗(yàn)顯示其能有效抑制人單核細(xì)胞過度炎癥反應(yīng)，體內(nèi)在小鼠過度炎癥及 ARDS 模型中，可顯著降低造血器官及肺部代謝活性與炎癥水平，且無廣泛免疫抑制副作用。該研究為感染相關(guān)過度炎癥的精準(zhǔn)治療提供了新策略。
方法本研究遵循倫理規(guī)范，通過單細(xì)胞 RNA 測序分析 COVID-19 患者外周血免疫細(xì)胞 mTOR 通路基因表達(dá)；合成載有雷帕霉素前藥的 mTORi-nanobiologics，經(jīng)動態(tài)光散射和冷凍電鏡表征。體外采用人原代單核細(xì)胞構(gòu)建訓(xùn)練免疫模型，評估其抗炎效果；體內(nèi)構(gòu)建 LPS 誘導(dǎo)的小鼠過度炎癥（腹腔注射 LPS）和 ARDS（氣管內(nèi)注射 LPS）模型，設(shè)置對照組、安慰劑組和 mTORi-nanobiologics 治療組，結(jié)合 PET/CT 顯像、流式細(xì)胞術(shù)及細(xì)胞因子檢測，系統(tǒng)評估治療效果。
分子影像設(shè)備應(yīng)用情況
采用美迪索nanoScan PET/CT 設(shè)備進(jìn)行 ¹⁸F-FDG 顯像，小鼠禁食后尾靜脈注射 ¹⁸F-FDG，麻醉狀態(tài)下先完成全身 CT 掃描（50 kVp、180 mAs），再行 20 分鐘 PET 采集。通過 Osirix MD 軟件融合 PET/CT 圖像，勾畫骨髓、肺部等感興趣區(qū)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化攝取值（SUV），量化組織代謝活性與炎癥程度；顯像后采用 γ 計(jì)數(shù)器檢測離體組織放射性活度，計(jì)算每克組織注射劑量百分比（% ID/g）。
分子影像設(shè)備實(shí)驗(yàn)結(jié)果
PET/CT 顯像及離體檢測顯示，過度炎癥模型中，LPS 處理組骨髓 ¹⁸F-FDG 攝取較對照組升高 4 倍，而 mTORi-nanobiologics 治療組顯著降低至基線水平（Fig. 4B）；ARDS 模型中，治療組肺部 ¹⁸F-FDG 攝取較安慰劑組下降 3 倍，與健康對照組無顯著差異，直觀印證制劑對器官炎癥的抑制作用。
原文Fig. 4A-B：¹⁸F-FDG PET/CT 脊柱融合圖像，清晰對比安慰劑組與 mTORi-nanobiologics 治療組的骨髓代謝活性差異，體現(xiàn)制劑的抗炎效果
研究結(jié)果
- 單細(xì)胞 RNA 測序證實(shí)，COVID-19 患者經(jīng)典單核細(xì)胞中 mTOR 通路相關(guān)基因（如 GRB2、SGK1）顯著差異表達(dá)，是炎癥調(diào)控關(guān)鍵靶點(diǎn)。
- 體外實(shí)驗(yàn)中，mTORi-nanobiologics 可劑量依賴性抑制 β- 葡聚糖或滅活 SARS-CoV-2 誘導(dǎo)的單核細(xì)胞過度活化，減少 TNF-α、IL-6 等炎癥因子釋放。
- 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，治療組小鼠骨髓 Ly6C⁺單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞數(shù)量顯著降低，外周血免疫細(xì)胞水平恢復(fù)基線；ARDS 模型中肺部炎癥細(xì)胞浸潤減少，組織損傷減輕。
原文Fig. 5D標(biāo)注：柱狀圖量化顯示 ARDS 模型中各組肺部 ¹⁸F-FDG 攝取差異，明確 mTORi-nanobiologics 可有效逆轉(zhuǎn)肺部過度炎癥。結(jié)論
本研究證實(shí)髓系細(xì)胞 mTOR 通路異常激活是感染相關(guān)過度炎癥的核心機(jī)制，mTORi-nanobiologics 通過特異性靶向髓系細(xì)胞，可在體外抑制單核細(xì)胞過度活化，在體內(nèi)顯著減輕小鼠系統(tǒng)性炎癥和 ARDS 相關(guān)器官損傷，且避免了傳統(tǒng) mTOR 抑制劑的廣泛免疫抑制副作用。該制劑借助納米載體實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靶向，為感染相關(guān)過度炎癥提供了安全有效的治療新方案，未來有望拓展至 COVID-19 等多種炎癥相關(guān)疾病的臨床治療。
原文Fig. 5E：流式細(xì)胞術(shù)分析圖及量化結(jié)果，顯示 mTORi-nanobiologics 可顯著降低 ARDS 模型小鼠骨髓 Ly6C⁺單核細(xì)胞數(shù)量，為制劑調(diào)控髓系細(xì)胞增殖、抑制炎癥的核心結(jié)論提供直接依據(jù)。①原文出處DOI：10.1016/j.isci.2025.112163
②原文鏈接：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2589004225004249
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