衰老会导致多个器官系统功能逐渐下降,尤其是大脑在结构和认知方面的变化更为明显。衰老被认为是大多数常见神经退行性疾病的重要风险因素。其中,“炎症衰老”是衰老过程中的一个突出特征,表现为促炎细胞因子的增加。神经炎症与衰老密切相关,衰老过程中小胶质细胞和浸润的免疫细胞数量增加,进而加剧脑组织及神经元的损伤。而核因子κB(NF-κB)则是小胶质细胞促炎细胞因子分泌的关键调节因子。尽管已有超过700种NF-κB抑制剂被开发出来,但迄今尚无药物获得批准用于人类临床。
在这一背景下,外泌体作为一种新型的治疗手段或药物递送系统,能够有效将蛋白质和核酸等物质传递至靶细胞。近期,尊龙凯时分享了一项发表在《Experimental & Molecular Medicine》上的研究,该研究题为“基于外泌体的NF-κB靶向递送改善衰老小鼠大脑中的神经炎症”。研究团队之前开发了一种搭载非降解形式IκB(srIκB)的工程化外泌体(Exo-srIκB),并在多种炎症性疾病模型中进行了测试。此次研究旨在探讨Exo-srIκB对衰老相关神经炎症的治疗效果、作用靶细胞及其在治疗相关神经退行性疾病方面的潜在价值。
研究结果表明,老年小鼠的大脑炎症反应明显增加,Iba-1阳性细胞的数量在老年小鼠中显著高于年轻小鼠。通过细胞因子阵列分析发现,老年小鼠大脑中多种促炎因子的表达上调,提示NF-κB通路在老年大脑中被激活。此外,基因表达的主成分分析(PCA)显示,衰老导致大脑转录组的显著变化,涉及炎症相关多个生物学过程。
进一步的单细胞转录组学分析显示,接收Exo-srIκB处理的老年小鼠大脑中,部分炎症相关细胞因子及趋化因子的水平降低,同时成功鉴定出不同处理组小鼠大脑中的多种细胞类型及其比例。这些结果为研究Exo-srIκB对不同细胞影响的后续研究奠定了基础。
随着研究的深入,观察到Exo-srIκB显著改变了大脑免疫细胞的类型和状态,抑制巨噬细胞向促炎状态转变,从而调节免疫细胞的激活状态和细胞动态变化。在Exo-srIκB处理组中,免疫细胞的信号网络也显示出与年轻小鼠组之间存在显著差异,提示其在调节衰老相关神经炎症中具有重要机制。
综合本研究的结果,NF-κB在衰老小鼠大脑中的炎症相关基因表达中发挥了关键作用。Exo-srIκB能有效作用于与年龄相关的活化巨噬细胞和干扰素反应性小胶质细胞,显著改变细胞组成及其与T细胞、B细胞之间的相互作用。尽管研究中存在一些局限性,如单细胞解离技术对成熟神经元捕获的不足,但Exo-srIκB作为治疗衰老相关神经炎症的新药物,已有充分的依据。该研究为基于外泌体的治疗方案及下一代药物递送系统的发展提供了重要参考,展望可望用于治疗衰老相关的神经炎症和神经退行性疾病,带来新的医疗希望。