放射性肺损伤(radiation-induced lung injury,RILI)是胸部肿瘤放疗、核辐射暴露等场景下常见的严重并发症,其发病机制复杂,主要表现为早期炎症反应与后期肺纤维化,严重影响患者生活质量甚至危及生命,目前临床上缺乏针对性强、安全性高且疗效持久的治疗策略,亟需开发新型治疗方案。
本研究立足临床需求,创新开展研究设计,首次从小球藻(Chlorella)中分离提取细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs),并将其与特异性cGAS抑制剂RU.521进行结合,成功构建了多功能纳米凝胶平台(RU.521-EVs NPs),为RILI的治疗提供了全新的技术路径。小球藻来源的EVs作为天然的纳米载体,具有良好的生物相容性与生物可降解性,且自身天然富含多种生物活性成分,包括超氧化物歧化酶2(SOD2)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶,可有效清除辐射诱导产生的活性氧自由基,减轻氧化应激损伤;同时还含有亚麻酸等抗炎脂质,能够直接发挥抗炎作用,为RILI的治疗奠定了良好基础。
该新型纳米凝胶平台RU.521-EVs NPs实现了“载体+药物”的协同治疗效应,一方面通过RU.521精准抑制cGAS-STING信号通路的过度激活,阻断下游促炎信号传导;另一方面借助小球藻EVs自身的抗氧化、抗炎活性,协同降低肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)等促炎因子的分泌,双重调控炎症反应,有效缓解肺组织损伤。
为验证该纳米凝胶的治疗效果与安全性,本研究建立了RILI小鼠模型,通过体内实验证实,RU.521-EVs NPs能够显著减轻小鼠肺组织的炎症浸润,抑制肺纤维化相关蛋白的表达,有效改善肺功能,展现出优异的抗炎与抗纤维化作用。同时,长期毒性实验结果显示,该纳米凝胶在治疗剂量下未引起小鼠体重下降、器官损伤等全身性毒性反应,具有良好的生物安全性。

综上,本研究构建的RU.521-EVs NPs纳米凝胶,兼具生物安全性高、制备成本低、多靶点协同作用的优势,其独特的抗辐射损伤机制,使其在医学辐射暴露、肿瘤放疗防护等场景中具有广阔的潜在应用价值。该研究不仅为RILI的治疗提供了一种兼顾安全性与长期疗效的新型策略,也为纳米载体在辐射损伤治疗领域的临床转化提供了重要的实验依据与理论支撑。
原文链接:Chlorella-derived extracellular vesicle-based nanogels suppress cGAS-STING for treatment of radiation-induced lung injury