白介素10(IL-10)是一種功能強大的免疫調節(jié)劑,具有強大的和組織再生能力。在AKI中,研究表明IL-10可以通過限制炎癥細胞因子的產(chǎn)生和免疫細胞浸潤來預防缺血,順鉑或輸尿管梗阻引起的腎損傷,這表明IL-10可能成為AKI的新型療法。
我們發(fā)現(xiàn)胞外囊泡作為強大的納米載體進行**輸送在化學、基因等領域展現(xiàn)出巨大的應用前景。與現(xiàn)有的遞送系統(tǒng)相比,細胞外囊泡的獨特優(yōu)勢是其來源,這使其能夠逃避吞噬作用,延長**循環(huán)半衰期并降低免疫原性。因此,基于EV的**遞送系統(tǒng)可能是推動IL-10用于AKI的新型給藥策略。
因此,我們研究了一種從巨噬細胞衍生的負載IL-10的細胞外囊泡(IL-10+EV)的制備方法,并研究了IL-10+細胞外囊泡在缺血性AKI鼠模型中的效果。IL-10+EV能夠增強IL-10的穩(wěn)定性,并地靶向損傷的腎臟,這是由于其表面富含粘附成分包括整聯(lián)蛋白α4β1,α5β1,αLβ2和αMβ2。IL-10+EV的不僅可靶向腎小管間質中的巨噬細胞,而且可靶向腎中的腎小管上皮細胞(TECs),可****腎臟缺血/再灌注(I/R)損傷,并防止AKI向CKD的轉變。具體而言,文章顯示IL-10 + EV了哺乳動物雷帕霉素(mTOR)的靶標,因此促進了線粒體代謝以維持TEC中的線粒體穩(wěn)態(tài)。同時,IL-10 + EV還可誘導巨噬細胞向M2型轉化,促進腎臟。這個發(fā)現(xiàn)強烈支持將細胞外囊泡用作IL-10的多功能遞送系統(tǒng),將其作為缺血性AKI的策略。

A)用RFP標記的IL-10轉染RAW細胞,然后用地塞米松刺激
(B)在工程RAW細胞中對IL-10(綠色)和EV標記CD63(紅色)進行免疫染色
(C)在IL-10+細胞外囊泡中對EV相關的(Alix,CD63和CD81)和巨噬細胞相關的標志物(CD68和CD206)進行蛋白質印跡分析
(D)IL-10+細胞外囊泡的尺寸分布和代表性TEM圖像
(E)顯示從抗體陣列分析獲得的每種細胞因子的蛋白質水平
(F)細胞外囊泡中IL-10的ELISA分析,以及IL-10+細胞外囊泡中的IL-10和IL-10受體的蛋白質印跡分析(n = 3或6)
(G)通過實時定量PCR測量IL-10+細胞外囊泡中的IL-10 mRNA
(H-1)比較IL-10 +細胞外囊泡和游離IL-10在不同條件下的穩(wěn)定性,包括在37°C或-80°C下放置一周,在pH 5.5溶液中12小時
圖2.腎靶向IL-10+EV
(A)以親代RAW細胞為對照的IL-10+EVs蛋白質組成的LC-MS/MS分析
(B)蛋白質印跡分析
(C-E)為了分析體內分布,給小鼠靜脈注射DID標記的IL-10+EV(n=3)
(C)注射后6、12、24、48和96小時(缺血時間35分鐘)對指定器官的熒光強度成像
(D)缺血20分鐘,28分鐘和35分鐘的IRI腎臟在12小時時的熒光強度成像
(E)代表性共聚焦圖像顯示DID標記的IL-10+EV在小管(包括近端小管和遠端小管),內皮細胞(CD31)和巨噬細胞(CD68)中的蓄積
(F-G)H/R誘導的TECs攝取PKH67標記的IL-10+EV(n = 3)
圖3.IL-10+EV可預防小鼠的腎臟I/R損傷
(A)實驗設計示意圖
(B)IL-10+EV對血清肌酐的影響(n = 10)
(C)基于H&E染色的腎小管損傷的量化(n = 10)
(D)腎皮質和髓質的H&E染色的代表性圖像
(E-G)TUNEL染色和凋亡細胞定量的代表性圖像(n = 6)
(F-H)代表性共聚焦圖像和KIM-1+小管的定量(n = 6)
(I)腎臟組織中caspase-3的蛋白質印跡分析(n = 3)
(J)實時定量PCR分析腎臟組織中炎性細胞因子mRNA水平(n = 6)
圖4.IL-10+EVs引起腎巨噬細胞表型轉變
(AB)分別用LPS,IL-4+IL-13或不同劑量的IL-10+EV刺激BMDM 48小時( n = 3)
(C-E)IRI組與IL-10+EV組之間腎巨噬細胞表型變化的探討
圖6.IL-10+EVAKI-CKD轉變
(A)PAS染色的代表性圖像(n = 6)
(B)矢狀面Masson三色染色的代表性圖像(n = 6)
(C)腎組織中膠原蛋白I和α-平滑肌肌動蛋白(β-SMA)的蛋白質印跡分析(n = 4)
(D)腎臟切片中CD68+巨噬細胞和CD3+T細胞的代表性共聚焦圖像(n = 6)
(E)用于缺血性AKI的IL-10+EV制劑的示意圖