纳米粒子（Nanoparticles, NPs）不仅因其具有宏观量子隧穿、纳米尺寸和表面效应等物理特性，而且易于修饰而具有丰富的获得性生物学特性，使得NPs在疾病诊疗领域作为药物递送载体、影像探针或组织工程支架材料有着广阔的应用前景。但是，NPs可通过吸入、皮肤吸收和注射在人体内蓄积，且因为其纳米特性， NPs暴露的生物安全性一直以来受到广泛关注。
NPs通过血液循环系统在体内进行重分布，因此，其可能会对心血管系统产生重大影响。有研究表明，NPs进入循环系统后，会迅速吸附蛋白质，形成蛋白质冠(Protein corona, PC)，其结构和组成取决于纳米材料本身的理化特性，从而进一步影响或决定NPs的生物学特性。尽管，目前对于金属或无机非金属纳米材料暴露的生物安全性已有大量研究报道，指出其能损伤血管内皮细胞，引发炎症反应，进而导致血小板聚集和血栓形成，使之成为心血管疾病的重要危险因素。但，生物相容性好的聚合物材料所制备的NPs是否会因为在血液循环中所吸附的PC介导潜在心血管风险鲜有报道。因此，课题组利用生物相容性好的PLGA聚合物材料制备纳米粒，探讨其在动脉粥样硬化（Atheroscleosis，AS）发生发展过程中的影响。
研究结果表明，PLGA NPs会在动脉粥样硬化斑块局域聚集，并与炎症部位共定位，促进炎症因子释放，介导巨噬细胞激活促进其转化为泡沫细胞，从而影响AS的进程形成，这提示着在AS的应用场景中，尽管是来源于生物相容性好的聚合物材料，NPs的纳米效应依然具有一定的潜在风险。该研究进展发表在生物材料领域重要期刊Journal of Nanobiotechnology (IF:10.435)上。
示意图：PLGA纳米颗粒吸附蛋白介导促进动脉粥样硬化斑块形成
如Figure 1和2所示，在12周高脂喂养的ApoE-/-小鼠AS动物模型中, PLGA NPs长期给药后，显著促进了ApoE-/-小鼠AS斑块的形成。较之C57小鼠阴性对照组，PLGA NPs与炎症标记物CD68和CD11b共定位显示PLGA NPs会在斑块部位聚集。这一结果表明PLGA NPs与炎症反应密切相关，并且在尾静脉注射PLGA NPs 12周后，PLGA NPs引起炎症因子释放增加。
Figure 1. The combination of PLGA NPs and a high-fat diet causes a significantly higher extension of plaques in ApoE-/- mice.
Figure 2. PLGA NPs are enriched at plaque sites (red) and co-localize with inflammatory cells (yellow).
AS的典型病理特征之一是巨噬细胞中OX-LDL和胆固醇酯过度积聚并转化为泡沫细胞。细胞实验结果进一步表明，PLGA NPs和PLGA NPs+PC（吸附蛋白质冠后的NPs）均能被Raw264.7细胞（巨噬细胞模型细胞）吞噬，促进Raw264.7细胞向泡沫细胞转化，且PLGA NPs+PC的促进作用显著高于PLGA NPs，提示着所吸附的蛋白质冠在介导巨噬细胞向泡沫细胞转化过程中起着重要作用。
重庆大学生物工程学院尹铁英副教授为论文第一作者和共同通讯作者，重庆大学医学院王亚洲教授本文通讯作者。该研究得到了得到国家自然科学基金(12032007, 31971242)、重庆市自然科学基金(Cstc2019jcyjmsxmX0307, cstc2019jcyj-19zdxmX0009, cstc2019jcyj-zdxmX0028)和中央高校基本科研业务费专项资金(2019CDYGZD002, 20CDCGJ011)的支持。
原文信息：Tieying Yin*, Yanhong Li, Yuzhen Ren, Atik Rohmana Maftuhatul Fuad, Fangfang Hu, Ruolin Du, Yang Wang, Guixue Wang, Yazhou Wang*, Phagocytosis of polymeric nanoparticles aided activation of macrophages to increase atherosclerotic plaques in ApoE-/- mice, Journal of nanobiotechnology, 2021,19(1):121-136. doi: 10.1186/s12951-021-00863-y.
