在組織再生領域,巨噬細胞的極化狀態直接決定修復結局 —— 促炎 M1 表型加劇組織損傷,而促再生 M2 表型則為修復創造理想微環境。如何高效、精準地誘導巨噬細胞從 M1 向 M2 極化,一直是臨床轉化中的核心難題。近期發表于《Advanced Materials》的一項重磅研究,創新性地構建了 siAkt2 負載納米遞送系統,成功實現巨噬細胞代謝重編程與極化調控,為牙周炎等炎癥相關骨缺損修復提供了全新策略。Absin 作為關鍵試劑供應商,其優質產品為該研究的順利開展提供了堅實支撐。
文獻標題:siAkt2-Loaded Nanoparticles Reprogramming Macrophages to M2 Phenotype for Effective Bone Defect Repair
發表期刊:Advanced Materials(IF 26.8) | DOI:https:/ /doi.org/10.1002/adma.202410507
使用 Absin 產品:iNOS Antibody

siRNA 介導的基因沉默是調控細胞功能的*工具,但巨噬細胞內豐富的核酸酶會快速降解 siRNA,且傳統載體裝載量有限,難以達到有效沉默閾值;同時,Akt2 激酶作為糖酵解關鍵調控因子,其過度激活會驅動巨噬細胞 M1 極化,加劇炎癥與骨吸收。
研究團隊設計了 “多重復序列裝載 + 膽固醇修飾壓縮 + PLLA 封裝" 的三重遞送策略:
1. 通過滾環轉錄(RCT)技術構建含大量重復 siAkt2 序列的 RNA 微球,實現 siRNA 的高密度裝載;
2. 經膽固醇修飾 DNA(DNA-Chol)壓縮為納米級 RNA 復合物(siAkt2 RNPs),提升細胞內化效率;
3. 采用生物相容性優良的 PLLA 封裝形成 siAkt2 RNP@PLLA NPs,增強體液穩定性與溶酶體逃逸能力,最終實現 siAkt2 的持續胞內釋放,沉默 Akt2 基因并誘導巨噬細胞 M2 極化(圖 1,對應原文 Scheme 1)。

圖 1 原文 Scheme 1:納米遞送系統的構建流程、胞內作用路徑及骨再生機制
結構與穩定性:
siAkt2 RNP@PLLA NPs 呈清晰核殼結構,平均粒徑 293.16±33.18 nm,在體液環境中 120 h 仍保持 75.85% 的完整性,且能耐受溶酶體酸性環境(圖 2,對應原文 Figure 1c-e);

圖 2 原文 Figure 1:a) siAkt2 微球與 RNPs 的形態;c) TEM 下 NPs 核殼結構;d) 體液中穩定性;e) 酸性環境下形態變化
胞內遞送:
PLLA 外殼顯著促進巨噬細胞內吞,24 h 即可實現高效溶酶體逃逸,持續釋放 siAkt2,轉染效率遠超傳統脂質體載體(圖 3,對應原文 Figure 2a-b)。

圖 3 原文 Figure 2:a) 不同時間點細胞內吞效率;b) 12 h(溶酶體共定位)與 24 h(溶酶體逃逸)的熒光成像
基因沉默效率:
qPCR 與 Western blot 證實,該系統可將 Akt2 基因表達抑制至 40-50%,且沉默效果持續 7 天以上(圖 4,對應原文 Figure 3a-b);
表型轉換:
顯著提升 M2 標志物 CD206 的陽性率(圖 4c,對應原文 Figure 3c),下調 IL-1β、TNF-α 等促炎因子,上調 IL-4、IL-10 等抗炎因子(圖 4d-e,對應原文 Figure 3d-e);
代謝重編程:
抑制無氧糖酵解,增強氧化磷酸化(OXPHOS),降低 ROS 生成,修復線粒體功能(圖 5,對應原文 Figure 4)。

圖 4 原文 Figure 3:a) Akt2 基因沉默效率;b) AKT2 蛋白表達變化;c) F4/80+CD206+ M2 細胞比例;d-e) 炎癥因子表達調控

圖 5 原文 Figure 4:a) 胞外酸化率(糖酵解)與耗氧率(OXPHOS);f) ROS 生成抑制;h) 線粒體膜電位修復;i) 代謝重編程機制示意圖
在小鼠牙周炎骨缺損模型中,局部注射 siAkt2 RNP@PLLA NPs 后:
骨再生能力:
4 周后牙槽骨體積分數(BV/TV)顯著提升,骨缺損高度恢復至正常水平的 2/3 以上(圖 6,對應原文 Figure 5d-e);

圖 6 原文 Figure 5:d) 微 CT 3D 重建與骨體積分析;e) HE 染色顯示骨組織再生與牙周膜形成
免疫微環境改善:
顯著減少 CD68+iNOS+ M1 巨噬細胞,增加 CD68+CD163+ M2 巨噬細胞,營造促修復微環境(圖 7,對應原文 Figure 6b)。

圖 7 原文 Figure 6b:免疫熒光染色顯示 M1(CD68+iNOS+)與 M2(CD68+CD163+)巨噬細胞比例變化
該研究的核心機制驗證與表型分析中,Absin 的 iNOS 抗體發揮了不ke或缺的作用:
| 產品名稱 | 應用場景 |
|---|---|
| iNOS Antibody | 免疫熒光染色(IF) |
作為 M1 巨噬細胞的特異性標志物,iNOS 的表達水平直接反映促炎巨噬細胞的比例。研究中通過 Absin 的 iNOS 抗體與 CD68 抗體(巨噬細胞通用標志物)進行雙重免疫熒光染色,精準量化了不同實驗組中 M1 巨噬細胞的數量變化:

1. 清晰區分 M1(CD68+iNOS+)與 M2(CD68+CD163+)巨噬細胞群體,直觀呈現 siAkt2 RNP@PLLA NPs 對巨噬細胞極化的調控效果;
2. 為 “納米遞送系統通過沉默 Akt2 誘導 M2 極化" 的核心結論提供了直接的形態學證據;
3. 抗體的高特異性與熒光穩定性確保了體內組織染色結果的可靠性,為后續骨再生機制分析奠定基礎。
該研究通過創新性的納米遞送系統設計,成功突破了巨噬細胞 siRNA 遞送效率低、作用時間短的技術瓶頸,為炎癥相關組織修復提供了 “基因沉默 - 代謝重編程 - 免疫調控" 的一體化解決方案。Absin 的 iNOS 抗體憑借優異的特異性與適用性,成為巨噬細胞表型分析的關鍵工具,助力研究團隊精準驗證了核心機制。
未來,隨著納米遞送技術與靶向治療策略的深度融合,Absin 將持續提供高品質的免疫檢測、分子生物學等系列試劑,為組織再生、腫瘤免疫、炎癥調控等領域的科研創新賦能,與全球科研工作者共同推動臨床轉化研究的突破與發展!
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