球盟会(中国)

针对上述问题，韩国汉阳大学Joonseok Lee、Hyunbeom Lee团队联合韩国科学技术研究院（KIST）Jinyoung Park团队及汉阳大学医学院Dae Won Jun团队，构建了一种脂质滴抑制剂（Lipid Droplet Inhibitor, LDI），以超大孔二氧化硅纳米颗粒（pSiO₂）为支架，共价偶联蛋白激酶Cα的C1A结构域（PKCαC1A）与假丝酵母脂肪酶（Candida rugosa lipase, CRL），形成pSiO₂@C1A@CRL双功能纳米系统。C1A以高亲和力（Kd≈3.6±0.5 nM）捕获二酰甘油（DAG）阻断TAG合成，CRL则催化TAG水解为游离脂肪酸（FFA）与单酰甘油（MAG）；两亲性生物分子使LDI在脂-水界面形成Pickering乳液，确保稳定锚定并高效降解脂滴。该纳米平台在棕榈酸诱导的HepG2细胞模型中显著降低脂滴与甘油三酯水平，在高脂饮食诱导的MASLD小鼠模型中使肝损伤评分最高降低84%，脂质组学分析证实其有效调控肝脏脂质谱。该文章于于2025年10月4日以《LDI, A Lipid Droplet Inhibitor, Disrupts Lipid Accumulation and Modulates Hepatic Lipid Profiles in Fatty Liver》为题发表于《Advanced Materials》（DOI: 10.1002/adma.202506373）。

图1. 脂质滴抑制剂（LDI）开发示意图。超大孔二氧化硅纳米颗粒（pSiO₂）先经PKCαC1A结构域（C1A）功能化以捕获二酰甘油，再偶联假丝酵母脂肪酶（CRL）降解甘油三酯，形成最终LDI。该双功能系统捕获脂质并促进其分解。

（1）LDI的制备与表征

研究团队以CTAC/苯甲酸钠（摩尔比0.85）为反电荷表面活性剂，经蠕虫状胶束自组装合成孔径约20 nm、粒径约100 nm的pSiO₂，符合肝窦内皮细胞窗孔穿透尺寸（人≈100 nm，小鼠≈140 nm）；氮吸附-脱附分析显示其比表面积达627.929 m²/g、孔容1.34 cm³/g，分别为nSiO₂（31.194 m²/g）的20.1倍和4.3倍，Geodict模拟证实pSiO₂内部孔隙可产生纳米级涡流以增强脂质-生物分子接触（图2a-d）。进一步构建三种功能化纳米颗粒：脂质清除剂（LS, pSiO₂@C1A）、脂质分解剂（LB, pSiO₂@CRL）及双功能LDI；BCA定量显示pSiO₂蛋白负载量为nSiO₂的4.79倍，LS、LB、LDI负载量依次为1.16、0.7、1.39 mg/mL，FTIR酰胺I/II带特征峰（1643.3/1536.6 cm⁻¹）及SDS-PAGE条带（LS: 6 kDa；LB: 58 kDa；LDI: 双条带）证实C1A与CRL成功偶联（图2e-m）。

图2. LDI及其他二氧化硅纳米结构的表征。a）使用Geodict软件对pSiO₂进行计算建模；b、c）在给定平均流速（1.0×10⁻⁶ m s⁻¹）下虚拟模型中流速场与流线的三维图像；d）虚拟模型中单脂质分子（黑色纳米颗粒）的分布；e-g）纳米颗粒示意图：LS携带C1A、LB装载假丝酵母脂肪酶（CRL）、LDI共固定两种生物分子；h-j）pSiO₂与非孔二氧化硅纳米颗粒（nSiO₂）的BCA测定；k）SiO₂纳米颗粒、C1A、CRL及其功能化形式LS、LB和LDI的FTIR光谱；l）生物分子及三种功能化纳米颗粒的变性还原凝胶电泳分析；m）LDI的SEM图像。所有数据以均值±标准差表示，n=3次独立实验。

（2）LDI与人工脂质滴的紧密结合及尺寸缩减

以三丁酸甘油酯制备人工脂质滴，光学显微镜监测显示：LS组与pSiO₂及BSA/酪蛋白/脱脂乳阴性对照类似，40分钟内脂滴尺寸无变化，证实C1A单独不与TAG直接作用；LB与LDI组脂滴分别缩减73.3%和97.5%，显著高于nSiO₂@C1A@CRL（45.4%），LDI中C1A捕获DAG使CRL持续作用于新底物，故降解率优于LB（图3a,b）。Rose Bengal标记LDI的CLSM显示脂滴外壳呈明亮橙色荧光环，2.5D/3D重建证实LDI包裹脂滴；SEM显示LDI包裹约6 μm人工脂滴维持球形结构，而裸脂滴在相同电子束电压下受损；界面张力由15.9降至8.7 mN/m，证实Pickering乳液效应使LDI自发锚定于脂-水界面（图3c-g）。

图3. 人工脂质滴降解可视化及LDI稳定界面形成。a）不同条件下人工三丁酸甘油酯滴降解过程的光学显微镜图像（比例尺10 μm）；b）对应a图的柱状图，显示40分钟后不同条件下人工脂滴的降解百分比（n=3）；c、d）Rose Bengal标记LDI稳定的Pickering乳液CLSM图像（比例尺5 μm）；e）LDI在人工脂滴表面组装的SEM图像；f）纳米颗粒存在下水-三丁酸甘油酯双相体系的界面张力（n=4）；g）LDI稳定Pickering乳液形成示意图，显示脂-水界面的脂质分解与清除。所有数据以均值±标准差表示。

（3）LDI体外减少脂质滴蓄积

LS、LB、LDI在20 μg/mL浓度下对HepG2细胞活力无显著影响；TMR标记LDI于30分钟内高效内化，2小时与早期内体（EEA1阳性）共定位达峰值43%，随后逐渐逃逸至胞质（51%），溶酶体共定位维持于≈20%。棕榈酸（PA）诱导的MASLD细胞模型中，BODIPY 493/503染色显示PA显著增加脂滴水平，LS与LB可降低脂滴面积，LDI效果最显著；TAG定量显示LS、LB有效降低TAG，LDI降幅最大；FFA测定显示LB与LDI组FFA蓄积增加，与TAG/脂滴水平呈负相关，LS无CRL故不影响FFA水平；游离CRL与LDI均显著提高脂酶活性，LDI组略高于游离CRL，证实纳米载体可维持酶活性并延长胞内滞留（图4a-d）。

图4. LS、LB和LDI体外脂质降解。HepG2细胞经PA-BSA处理后，用20 μg/mL LS、LB和LDI处理24小时。a）BODIPY 493/503染色后脂滴的代表性图像（绿色），细胞核用DAPI染色（蓝色）（比例尺50 μm）；b）BODIPY 493/503染色面积相对于对照组（pSiO₂-BSA）的定量分析（n=5）；c）胞内TAG水平（n=9）；d）胞内FFA水平（n=4）。数据采用Student's t检验比较。所有数据以均值±标准差表示（*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001；与指示组比较，#P<0.05, ##P<0.01, ###P<0.001；与PA+pSiO₂-BSA比较）。ns，无显著性差异。

（4）LDI在MASLD模型中的疗效评估

高脂饮食（HFD）诱导12周后，经尾静脉注射生理盐水、pSiO₂-BSA或LDI治疗4周；LDI组体重低于两阴性对照组，摄食饮水无差异，肝重及肝体比呈降低趋势。H&E染色显示生理盐水组显著脂肪变性、气球样变及炎症浸润，pSiO₂-BSA组无改善，LDI组脂滴蓄积与炎症明显减轻；Oil Red O染色显示LDI组脂质蓄积显著减少；NAS评分显示LDI组脂肪变性评分降低58%、气球样变评分降低84%、总NAS评分降低56%，无主要器官组织学毒性（图5）。体内荧光成像显示LDI主要蓄积于肝脏，其次为脾和肺，脑内无信号；qRT-PCR显示脂质合成（SREBP1、FASN、ACC1）、氧化（CPT1、ACOX1、PPAR）、摄取（FATP5、CD36、FABP1）及转运（ABCA1、MTP、ApoB）相关基因表达无显著变化，提示LDI不顺利获得抑制摄取或上调氧化/输出途径发挥作用。

图5. MASLD模型中肝脏脂质蓄积与损伤评估。a）体内治疗时间线；b）各组小鼠体重变化；c）肝重/体重比；d）肝重差异；e）小鼠肝脏组织H&E染色；f）脂肪变性、气球样变、炎症及NAS评分测量与比较。统计学分析采用单因素方差分析，显著性阈值设为*P<0.05。所有数值以均值±标准差表示，n≥4次独立实验。

（5）LDI治疗的肝脏脂质组学分析

非靶向脂质组学（UHPLC-HRMS）鉴定出135种脂质，3D-PCA显示三组明显分离；热图显示LDI组PC(16:0/20:5)、PC(O-16:0/18:1)、SM(d18:1/24:0)、SM(d18:1/24:1)、SM(d18:1/16:0)、PE(P-16:0/20:4)显著上调，DG(16:0/18:2)显著下调。EPA富集的PC(16:0/20:5)具有抗炎、抗氧化及脂质调节作用；浆质醛前体PC(O-16:0/18:1)升高可能促进抗氧化浆质醛PE(P-16:0/20:4)形成；神经鞘磷脂SM(d18:1/24:0)与SM(d18:1/24:1)有助于维持膜完整性（图6）。正常小鼠模型中，pSiO₂-BSA给药后脂质组学 landscape基本不变，仅PC(O-16:0/18:1)与Cer(d18:1/18:0)在8小时轻度升高，证实载体安全性。

图6. 肝脏样本脂质组学分析。a）PCA 3D得分图显示各组分布：生理盐水、pSiO₂-BSA和LDI；b）热图展示上调与下调脂质，红色表示上调，蓝色表示下调；c）组间统计学显著代谢物箱线图：生理盐水vs pSiO₂-BSA或LDI，以及pSiO₂-BSA vs LDI。数据采用单因素方差分析比较。所有数据以均值±标准差表示（*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001）。ns，无显著性差异（n=3次独立实验）。