前言

 

皮肤是免疫系统的第一道防线，保护我们免受细菌或病毒的侵袭，同时也避免身体内的水分和营养物质流失。作为重要的守卫屏障，皮肤健康对机体健康至关重要。
 

炎症性皮肤病是一类临床常见疾病，其病理特征是 NLRP3 炎症小体激活所引起的多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 炎症小体的激活可增加免疫相关细胞的糖皮质激素抵抗力，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，常会出现糖皮质激素的耐药问题。鉴于 NLRP3 炎症小体在炎症性免疫皮肤病发病机制中的关键性作用，靶向 NLRP3 炎症小体以减轻炎症反应，是治疗炎症性皮肤病的关键。然而，NLRP3 炎症小体主要位于人体皮肤表皮层和真皮层的免疫细胞和角质形成细胞内，因此皮肤角质层成为了靶向 NLRP3 炎症小体的天然递送屏障。

 

2021 年 3 月 11 日，浙大药学院平渊课题组在 Science Advances(IF = 13.116) 期刊上发表了题为「Microneedle-assisted genome editing: A transdermal strategy of targeting NLRP3 by CRISPR-Cas9 for synergistic therapy of inflammatory skin disorders」研究论文。该研究设计了一种可溶性微针贴片，通过透皮给药及胞内递送的分级递药策略，实现 CRISPR/Cas9 基因编辑系统对皮下免疫细胞和角质形成细胞内 NLRP3 基因的高效编辑，有效提高了银屑病和特异性皮炎的糖皮质激素疗法。




 

NLRP3 是一种炎症小体传感器蛋白，NLRP3 的激活可由多种细胞内信号触发。激活 NLRP3 会产生包括 ASC 与 Caspase-1 等在内的寡聚体复合物，该寡聚体蛋白复合物被称为炎症小体 (Inflammasone)。
 

NLRP3 与多种炎性和自身免疫性皮肤病有关，在炎症性疾病中，CASP-1（编码 caspase-1）的过表达及其激活剂 NLRP3 炎性小体的上调可引起糖皮质激素抵抗。
 

研究团队研发了一种可溶解的微针（MN）贴片，该贴片可介导基于 CRISPR-Cas9 的基因组编辑剂和糖皮质激素的经皮传递。 MN 装有靶向 NLRP3 的聚合物封装 Cas9 核糖核蛋白（RNP）和含地塞米松（Dex）的聚合物纳米颗粒。



通过双 MN 缓解 DNCB 诱导的患 AD 小鼠

插入皮肤后，MN 可以快速溶解以释放两种类型的纳米制剂，随后被角质形成细胞和周围的免疫细胞内化，从而在炎症性皮下层中发挥其治疗作用。因此，具有 MN 功能的 Cas9 RNP 纳米复合物和 Dex 纳米粒子的经皮传递可破坏皮下细胞内 NLRP3 炎性小体。

通过双 MN 环节咪喹莫特诱发的患牛皮藓小鼠

 

最后研究结果表明此治疗方式在 ISD 小鼠中可辅助糖皮质激素疗法治疗皮炎，且被证明在减轻皮肤炎症方面效果显著。
 

文章中用到的 NLRP3 抗体（ER1706-72）来自华安生物，主要用于 WB 实验。


 

研究结论

 

近年来，关于治疗 ISD 的小分子抑制剂方面的研究很多。例如，从黄芪中分离出的小分子环黄芪醇能通过抑制巨噬细胞中的 NLRP3 炎性体介导的凋亡而缓解银屑病。口服小分子 CP-456773（一种经过充分研究的特异性 NLRP3 抑制剂）可以通过防止炎症小体活化来减轻皮肤炎症。
 

大多数经过充分研究的小分子抑制剂（例如 CY-09）通常通过调节与其激活相关的上游因子来间接抑制 NLRP3 炎性体的功能，但是为了提高治疗效果和安全性，必须设计可直接和特异性靶向 NLRP3 的抑制剂。
 

综上所述，由于 NLRP3 炎性小体主要位于人皮肤的表皮和真皮层，口服抑制剂只会使其进入皮下层的途径有限，因此，能高效经皮递送、具有高度特异性且功能强大且直接的 NLRP3 抑制剂是对抗 ISD 的最理想的治疗方式，该研究还为经皮给药系统的设计问题提供了创新见解。

逐步经皮肤和细胞内递送基因组编辑剂（Cas9）和糖皮质激素（Dex）的示意图

 

在这篇精彩的研究中，涉及到炎症通路多个蛋白靶点，除了 NLRP3 炎症小体外，华安生物还有大量炎症相关产品，欢迎前来咨询。