炎症性皮肤病是一类临床常见疾病,其病理(lǐ)特征是NLRP3炎症小(xiǎo)體(tǐ)激活所引起的多(duō)种促炎细胞因子释放,诱导激活先天性和适应性免疫反应。由于NLRP3炎症小(xiǎo)體(tǐ)的激活可(kě)增加免疫相关细胞的糖皮质(zhì)激素抵抗力,因而针对炎症性皮肤病(如银屑病及特应性皮炎)的临床治疗,常会出现糖皮质(zhì)激素的耐药问题。鉴于NLRP3炎症小(xiǎo)體(tǐ)在炎症性免疫皮肤病发病机制中(zhōng)的关键性作(zuò)用(yòng),靶向NLRP3炎症小(xiǎo)體(tǐ)以减轻炎症反应,是治疗炎症性皮肤病的关键。然而,NLRP3炎症小(xiǎo)體(tǐ)主要位于人體(tǐ)皮肤表皮层和真皮层的免疫细胞和角质(zhì)形成细胞内,因此皮肤角质(zhì)层成為(wèi)了靶向NLRP3炎症小(xiǎo)體(tǐ)的天然递送屏障。
该可(kě)溶性微针贴片以透明质(zhì)酸和胶原三肽為(wèi)可(kě)溶性微针基质(zhì),针體(tǐ)中(zhōng)包含Cas9核糖核蛋白及地塞米松两种纳米复合物(wù)。首先,作(zuò)者通过聚合物(wù)载體(tǐ)将基因编辑Cas9核糖核蛋白包裹制备成纳米复合物(wù),同时利用(yòng)聚乳酸-羟基乙酸共聚物(wù)(PLGA)包裹地塞米松包制备成纳米复合物(wù);随后,两种纳米复合物(wù)分(fēn)别装(zhuāng)载于以透明质(zhì)酸及胶原三肽為(wèi)基质(zhì)的微针针體(tǐ)中(zhōng),即得到可(kě)溶性微针双载贴片。微针刺入皮肤后可(kě)直接穿透角质(zhì)层到达表皮和真皮层,可(kě)迅速被皮肤组织液降解,同时将两种纳米复合物(wù)从针體(tǐ)中(zhōng)释放。在聚合物(wù)载體(tǐ)的介导下,Cas9核糖核蛋白可(kě)跨膜转运至皮下免疫细胞及角质(zhì)层形成细胞内,并对细胞核内NLRP3基因组进行编辑,因而可(kě)以促进糖皮质(zhì)激素地塞米松的治疗并降低用(yòng)量。同时地塞米松在其入核的过程中(zhōng)会诱导核孔扩张,从而促进基因编辑核糖核蛋白复合物(wù)进入细胞核,增强NLRP3基因的编辑效率(图1)。
由于可(kě)溶性微针贴片的基质(zhì)含有(yǒu)具(jù)有(yǒu)生物(wù)活性的胶原三肽,因此可(kě)以促进皮肤皮损组织的胶原合成,减少经皮失水,促进皮肤损伤的组织修复。通过对微针贴片治疗后小(xiǎo)鼠皮损部位的经皮失水流失值和皮肤水化值进行评估,发现不管是空白微针贴片还是载药微针贴片,经皮失水流失值均大大降低,并有(yǒu)效增加了小(xiǎo)鼠背部皮肤的水合作(zuò)用(yòng)。与市售制剂地塞米松乳膏和他(tā)克莫司软膏相比,经可(kě)溶性微针贴片治疗后,可(kě)显著改善皮损组织角质(zhì)层的屏障功能(néng),促进皮肤天然屏障功能(néng)的修复,保持皮肤各层含水量及结构的完整性。
在小(xiǎo)鼠特异性皮炎和银屑病两种炎症性皮肤病模型中(zhōng),可(kě)溶性微针双载贴片给药后,可(kě)对皮下角质(zhì)形成细胞和免疫细胞中(zhōng)的NLRP3基因进行高效编辑,下调NLRP3的表达,并且成功抑制各种异常的先天性和适应性免疫反应来减轻炎症性皮肤病的典型症状,如剧烈瘙痒、皮肤红斑、表皮增厚、表皮屏障功能(néng)受损、炎症细胞因子浸润等。同时NLRP3炎症小(xiǎo)體(tǐ)的下调,减轻了免疫相关细胞的糖皮质(zhì)激素抵抗,有(yǒu)效提高了糖皮质(zhì)激素疗法的抗炎敏感性。
图2. 可(kě)溶性微针双载贴片用(yòng)于炎症性皮肤病的治疗。(A)小(xiǎo)鼠模型治疗示意图;(B)治疗后皮损组织照片(其中(zhōng)G6经微针贴片治疗,G7及G8分(fēn)别经地塞米松乳膏和他(tā)克莫司软膏治疗);(C)治疗后小(xiǎo)鼠皮损部位的NLRP3及其他(tā)炎症小(xiǎo)體(tǐ)蛋白的表达量;(D)治疗后小(xiǎo)鼠皮损部位的免疫组化照片。
综上所述,通过可(kě)溶性微针贴片介导透皮给药,以实现皮下细胞的基因编辑胞内递送的分(fēn)级递送策略,可(kě)有(yǒu)效发挥基因编辑和糖皮质(zhì)激素的协同治疗效果。该方法不仅在炎症性皮肤病的治疗方面极具(jù)潜力,而且也為(wèi)经皮途径的基因编辑疗法提供了新(xīn)的思路。
该研究由浙江大學(xué)药學(xué)院平渊团队独立完成。