无机纳米材料对炎症小体激活的广谱抑制

这项研究是由中国科学技术大学的余树红博士、温龙平博士和曲昆博士以及合肥工业大学的陆阳教授合作完成的。

炎症小体的过度激活与多种疾病有关，包括痛风、阿尔茨海默病、动脉粥样硬化和 2 型糖尿病。鉴于巨噬细胞在炎症小体激活和纳米颗粒吞噬作用中的关键作用，特异性靶向巨噬细胞的抗炎纳米颗粒的发现可以更有效地调节炎症反应，同时最大限度地减少其他细胞类型的脱靶效应。然而，目前报道的大多数纳米材料都被发现促进而不是抑制炎症体活化。

研究表明，镍钴合金纳米晶在抑制原代巨噬细胞中NLRP3、NLRC4和AIM2三种炎症小体的活化方面表现出显着的功效。随后，研究人员采用结肠炎和急性腹膜炎两种疾病模型来评估镍钴合金纳米晶对治疗炎症小体过度激活的影响。研究结果表明，镍钴合金纳米晶可以有效改善结肠炎模型小鼠的疾病症状，包括减轻体重减轻、恢复结肠长度以及减轻对肠粘膜上皮的损伤。此外，在急性腹膜炎模型中，这些纳米晶体显着减弱了小鼠腹腔内的中性粒细胞趋化性。

为了证实镍钴合金纳米晶是否需要细胞内化才能发挥其抗炎作用，作者使用广泛使用的内吞抑制剂细胞松弛素 D 进行了实验。细胞松弛素 D 处理显着减少了巨噬细胞对镍钴合金纳米晶的内化。此外，抑制巨噬细胞对纳米晶体的内化导致其抗炎作用下降，表明镍钴合金纳米晶体的抗炎作用依赖于其细胞摄取。

为了研究镍钴合金纳米晶体的抗炎作用是否归因于其几何形态或元素组成，作者在与对照相同的条件下合成了镍纳米颗粒和钴纳米颗粒，与镍钴合金纳米晶体相比，其表现出不同的形态。然而，镍纳米颗粒和钴纳米颗粒也显着抑制炎症小体活化。因此，作者将镍钴合金纳米晶的抑制作用归因于元素组成而不是其几何形状。这些发现表明，含有镍和钴的纳米材料可能为设计具有抗炎特性的纳米药物提供机会。

揭示纳米材料作用背后的生物机制对于其潜在的医学应用至关重要。然而，利用传统的生物实验方法阐明这些广谱抗炎纳米晶体抑制炎症小体激活的生物学机制提出了重大挑战。为了解决这个问题，研究人员进行了 RNA 测序和转座酶可及染色质测序分析 (ATAC-Seq)，从而鉴定出先前报道的非编码 RNA Neat1，已知它参与炎症小体组装。用镍钴合金纳米晶处理后， Neat1的表达显着降低。先前的研究表明，下调Neat1单独表达可显着抑制 NLRP3、NLRC4 和 AIM2 炎症小体的激活。ATAC-Seq结果显示，镍钴合金纳米晶处理组中Neat1基因体和启动子区域的染色质可及性显着降低，表明镍钴合金纳米晶对炎症小体活化的抑制是通过抑制Neat1转录而不是促进其降解来实现的。

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