近日，徐州醫科大學羅蘭/齊素華教授團隊在Journal of Nano biotechnology（IF:10.43）上發表了題為“Momordica charantia L.-derived exosome-like Nano vesicles stabilize p62 expression to ameliorate doxorubicin cardio toxicity”的相關研究結果，該結果成功地揭示了苦瓜外泌體樣納米囊泡在阿霉素心肌損傷治療中的作用及分子機制。

背景知識

1. 阿霉素（DOX）：一種廣泛使用的抗癌藥物，對多種癌癥有顯著療效，但會導致劑量依賴性的心臟毒性，限制了其臨床應用。

2. 植物來源的外泌體樣納米囊泡（P-ELNs）：近年來被發現具有治療潛力。與哺乳動物細胞分泌的外泌體類似，P-ELNs具有生物相容性、可生物降解性，且無免疫原性和病原體攜帶風險，因此被視為一種有前景的藥物遞送平臺。

3. 苦瓜（點擊可了解植物外泌體）（MC）：一種具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病等多種藥理活性的傳統藥用植物。

研究方法

1. MC-ELNs的分離與鑒定：

1.1 通過超速離心法從苦瓜汁中分離出MC-ELNs，并使用生物電子顯微鏡（Bio-EM）和納米顆粒跟蹤分析（NTA）對其形態和大小進行表征。
1.2 通過RNA降解實驗和SDS-PAGE電泳分析MC-ELNs中的RNA和蛋白質成分。
1.3 通過體內生物分布實驗，使用DIR熒光染料標記MC-ELNs，觀察其在小鼠體內的分布情況。
1.4 對MC-ELNs進行蛋白質組學、脂質組學和代謝組學分析，以了解其成分。

2. 動物模型實驗：

2.1 建立DOX心臟毒性小鼠模型，通過單次腹腔注射DOX（15 mg/kg）。
2.2 小鼠在DOX注射前后分別接受不同劑量的MC-ELNs（800-1200 µg/kg）治療，觀察其對心臟功能和心肌結構的影響。
2.3 通過ELISA檢測血清中心臟損傷標志物（cTnT和CK-MB）的水平，使用H&E染色和WGA染色觀察心肌細胞的病理變化。

3. 細胞實驗：

3.1使用H9c2心肌細胞系和MCF-7乳腺癌細胞系，研究MC-ELNs對DOX誘導的心肌細胞損傷的保護作用。
3.2 通過MTT實驗和LDH釋放實驗評估MC-ELNs對細胞活力的影響。
3.3 使用流式細胞術檢測細胞凋亡率，Western blot分析凋亡相關蛋白的表達水平。
3.4 通過免疫共沉淀（Co-IP）和免疫熒光實驗研究MC-ELNs對p62/Keap1/Nrf2信號通路的影響。

關鍵結論

1. MC-ELNs的特性：

1.1 有典型的圓形囊泡形態，平均直徑約為155 nm。
1.2 LNs富含RNA、蛋白質、脂質和代謝物，其蛋白質分子量主要分布在10-80 kDa之間。
1.3 驗中，MC-ELNs主要分布在肝臟和脾臟，但在心臟中也有一定的分布。

2. MC-ELNs對DOX心臟毒性的保護作用：

2.1 大鼠模型中，MC-ELNs顯著降低了血清中cTnT和CK-MB的水平，減輕了心肌細胞的萎縮，并改善了心臟功能。
2.2 LNs增強了DOX處理的H9c2細胞的存活率，減少了細胞凋亡，并且不干擾DOX對乳腺癌細胞的殺傷作用。

3. MC-ELNs的分子機制：

3.1 Ns通過抑制DOX誘導的p62蛋白的泛素化降解，穩定p62蛋白水平。
3.2 P62蛋白與Keap1結合，促進Nrf2的核轉位，激活抗氧化基因HO-1的表達，從而減輕氧化應激和細胞凋亡。
3.3 通過siRNA敲低Nrf2或使用p62-Keap1相互作用抑制劑K67，可以消除MC-ELNs的保護作用，證實了p62/Keap1/Nrf2通路在MC-ELNs保護機制中的關鍵作用。

文章信息

Ye C, Yan C, Bian SJ, Li XR, Li Y, Wang KX, Zhu YH, Wang L, Wang YC, Wang YY, Li TS, Qi SH, Luo L. Momordica charantia L.-derived exosome-like nanovesicles stabilize p62 expression to ameliorate doxorubicin cardio toxicity. J Nano biotechnology. 2024 Aug 2; 22(1):464. doi: 10.1186/s12951-024-02705-z.

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