几个月前，浙大校友、北卡罗来纳大学教堂山分校药学院博士胡梦莹，在Nature Nanotechnology 发表了一篇论文并担任第一作者。
图 | 胡梦莹（左）和黄力夫（右）（来源：胡梦莹）
论文题为《肝巨噬细胞在松弛素介导的降低肝纤维化过程中扮演关键角色》（Hepatic macrophages act as a central hub for relaxin-mediated alleviation of liver fibrosis），其导师北卡罗来纳大学教堂山分校药学院黄力夫教授（Leaf Huang）担任通讯作者[1]。
（来源：Nature Nanotechnology）
该研究将基因治疗与基于脂质纳米粒（LNP）的纳米技术相结合，可直接靶向激活态的肝星状细胞，为肝纤维化提供新的治疗手段。
约 100 年前，在妊娠期哺乳动物的卵巢中发现松弛素
大约 100 年前人们在妊娠期哺乳动物的卵巢中发现了利于分娩产道松弛的多肽类激素：松弛素。它可以使骨盆韧带松弛，使耻骨联合松开，且能使子宫颈口以及阴道扩张，从而帮助胎儿在分娩时产出。近几十年来，大家陆续发现松弛素可用于治疗各种纤维化疾病，松弛血管、预防心血管疾病。
诺华诺德公司曾开发出一种重组松弛素蛋白（serelaxin）用于治疗急性心脏衰竭，但其3期临床试验以失败告终。胡梦莹认为有两个可能的失败原因：1. 松弛素受体在全身各个器官上均有表达，系统给药后到达靶部位的药量大大降低；2.松弛素分子量低，体内循环半衰期短（约 10 小时），因此通过系统给药进入体内循环的松弛素可能尚未到达作用部位就被降解掉。
此项研究的给药途径与之前直接注射重组蛋白的较大不同之处在于，研究者将编码松弛素的质粒 DNA 用脂质纳米粒包裹起来，同时在脂质纳米粒上安装一个特异性的靶头，氨基乙基茴香酰胺（aminoethyl anisamide），该靶头可以特异性地靶向高度增殖的细胞，比如肿瘤细胞、或处于激活状态的成纤维细胞。
（来源：Nature Nanotechnology）
在纤维化的肝脏中，高度激活的纤维化细胞也叫肝星状细胞，当脂质纳米粒到达肝星状细胞后，会转染该细胞，并让它自动释放松弛素，这相当于把肝星状细胞作为一个松弛素的‘存储仓库’。
这样，松弛素就不像之前一样直接进入全身循环，而是在病灶位点持续释放，解决了之前存在的两个问题。
胡梦莹说：“我们的方法在小鼠模型中效果很好，中度肝硬化的小鼠基本接近回到正常状态。我认为这很好地解决了小分子蛋白药体内循环短和靶向性差这两个问题。”
但她同时认为，该论文的最大亮点在于发现松弛素在肝硬化治疗中的真正作用机制。之前的观点是松弛素直接作用于肝星状细胞，而在体外实验中她发现，松弛素并没有使体外培养的肝星状细胞去激活，这当时也是该研究遇到的瓶颈，即体内实验效果很好，但体外实验效果做不出来。
（来源：Nature Nanotechnology）
当时她的导师黄力夫教授就推测，这个药或许不直接作用于肝星状细胞，而是作用于病灶肝微环境中的其他细胞。
于是，胡梦莹做了大量组织切片，最后发现肝巨噬细胞也大量表达松弛素的受体。随后，她将注意力转向肝巨噬细胞，发现松弛素可以将肝巨噬细胞从促炎型状态变成抗炎型状态。
抗炎型的巨噬细胞会减少促纤维化因子的释放，同时分泌一些降解酶来促进细胞外基质（例如胶原蛋白）的降解。更重要的是，她发现松弛素作用于肝巨噬细胞后，可以促进肝巨噬细胞释放外泌体，而这些外泌体最终被肝星状细胞摄取，使其去激活，这是一个新的机制。
在这些外泌体内，真正起作用的是一种叫 miR-30a-5p 的 MicroRNA。进一步地，研究者们猜测如果把这种 MicroRNA 也加入到脂质纳米粒中，通过联合给药，治疗效果会不会更好？实验结果证明，这样处理之后，抗纤维化效果是最佳的。
在肝硬化治疗领域，假如把松弛素做成一种基因疗法，一定非常有前景。在其他由纤维化导致的疾病中，也有非常好的应用前景。
（来源：Nature Nanotechnology）
回顾研究过程，胡梦莹表示最难忘的是投稿的时候。对于这篇论文，她曾自认为非常“四不像”，如果归为材料类，这里面有很多很深入的生物机制的探索，如果归为生物类，一些常规的基础医学研究手段例如转基因小鼠并没有使用。
所以投稿时，该研究何去何从她十分困惑。这时，黄老师就问她有没有想过，松弛素这么古老的药物，具体的作用机制为什么现在才发现？
在黄教授的启发下，胡梦莹意识到：借助脂质纳米粒进行基因治疗，让小分子蛋白这种半衰期短的药物直接在病灶部位表达，而不是传统的直接注射蛋白药，所以它在体内有很好的疗效，而在体外却没有，这种矛盾才使得该研究得以深入。
做基础生物的学者，没有该团队的条件去做基因治疗，往往在体内也得不到理想的效果。此外，她认为该论文可被接收并发表，是因为脂质纳米粒作为一个有效工具可以使部分难以成药的小分子蛋白真正的应用化，促进了该类药物的转化。
黄力夫和胡梦莹
黄力夫教授是美国北卡大学教堂山分校药学院 Fred Eshelman 杰出教授。黄教授在非病毒载体型的基因递送及药物靶向的研究领域有杰出成就，其开发的脂质纳米粒载体曾用于 1992 年第一个基因治疗的人体试验，开创了此领域临床研究的先河。
截至目前，黄教授发表 600 余篇论文（H 指数 137），取得 45 项专利，获得 Bangham 终身成就奖和美国药学学会（AAPS）最高荣誉奖——杰出药学科学家奖。
胡梦莹是浙江宁波人，本科就读于浙江工业大学药学院，2013 年毕业后来到浙江大学药学院读硕。2016 年申请至北卡大学教堂山分校药学院攻读博士学位，师从黄力夫教授。2019 年 12 月，胡梦莹博士毕业后进入康奈尔医学院继续博士后阶段研究，目前她所在的实验室是一个在外泌体领域非常权威的实验室。
同时，她表示：“在我的学习生涯里，黄老师对我的影响巨大：他经常教导我们正确思考科学问题的方式。另外有趣的是，我自认为十分喜欢科学，但听有的学术报告时，还是会觉得很无聊。听黄老师的就不会，他的报告总是让人越来越入迷，讲得东西非常有逻辑性，而且能抓住人们的兴趣点。他总是鼓励我们不断提高做学术报告的能力，从而提高科学传播的效率。”
对于日后计划，她表示会继续对肝硬化，及其他纤维化疾病进行研究。其中第一个计划是希望能在人纤维化肝脏中验证松弛素的作用机制，此前她的实验都是在小鼠上进行的，但她希望最后可以在人类肝脏上进行验证，并做到真正的产业化。
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参考：