在眼科疾病領(lǐng)域，如糖尿病視網(wǎng)膜病變和濕性年齡相關(guān)性黃斑變性，異常血管生長和滲漏常常是視力喪失的直接原因。多年來，向眼球內(nèi)注射抗血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）藥物已成為臨床控制這類新生血管性疾病的主流手段，挽救了無數(shù)患者的視力。然而，這種“狙擊”VEGF的療法并非萬能。高達(dá)30%-50%的患者反應(yīng)不佳，提示還有其他病理信號通路在“作祟”。更重要的是，現(xiàn)有療法本質(zhì)上只針對血管異常，對伴隨發(fā)生的視網(wǎng)膜神經(jīng)元損傷束手無策，無法修復(fù)已經(jīng)受損的神經(jīng)功能。此外，頻繁的眼內(nèi)注射本身存在眼內(nèi)炎等風(fēng)險(xiǎn)，給患者帶來身心負(fù)擔(dān)和治療依從性難題。那么，有沒有一種方法，能夠“一箭雙雕”，同時(shí)抑制病理性血管生長并保護(hù)脆弱的神經(jīng)元，而且還能避免反復(fù)的眼內(nèi)穿刺呢？

為了回答這個(gè)問題，來自中山大學(xué)中山眼科中心與四川省人民醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)創(chuàng)新性研究。他們巧妙地將目光投向了microRNA-22（miR-22，一種具有抑制血管新生和神經(jīng)保護(hù)雙重潛能的微小RNA）和四面體框架核酸（tFNAs，一種具有優(yōu)異生物相容性和細(xì)胞穿透能力的DNA納米結(jié)構(gòu)），設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種名為“基于四面體框架DNA的生物可切換三重miR-22模擬物遞送系統(tǒng)”，簡稱BiRDS。這個(gè)系統(tǒng)就像一輛精心設(shè)計(jì)的“智能納米卡車”：其骨架是穩(wěn)定的tFNA四面體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝載了三份miR-22模擬物“貨物”，并通過特殊的DNA-RNA雜合“開關(guān)”設(shè)計(jì)，確保“貨物”在進(jìn)入細(xì)胞后能被特定的酶（RNase H）觸發(fā)釋放，從而精準(zhǔn)發(fā)揮作用。

為開展此項(xiàng)研究，研究人員運(yùn)用了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在納米載體構(gòu)建與表征方面，他們通過一鍋法退火自組裝合成BiRDS，并利用非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）和動態(tài)光散射（DLS）驗(yàn)證了其成功組裝、形貌、尺寸和電位。在細(xì)胞與動物模型驗(yàn)證中，研究采用了人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）的缺氧模型，通過CCK-8、EdU摻入、Transwell小室和成管實(shí)驗(yàn)評估BiRDS的細(xì)胞活性和抗血管生成能力；并建立了激光誘導(dǎo)的脈絡(luò)膜新生血管（CNV）小鼠/大鼠模型以及氧誘導(dǎo)視網(wǎng)膜病變（OIR）小鼠模型，通過熒光素眼底血管造影（FFA）、光學(xué)相干斷層掃描（OCT）、視網(wǎng)膜鋪片免疫熒光染色、視網(wǎng)膜切片免疫組化及視網(wǎng)膜電圖（ERG）等手段，在體評價(jià)了BiRDS經(jīng)結(jié)膜下給藥后的眼內(nèi)分布、治療效果（抑制病理性血管、促進(jìn)生理性血管、保護(hù)神經(jīng)元）及對視功能的影響。在機(jī)制探索層面，研究人員對經(jīng)BiRDS處理的HUVECs進(jìn)行了RNA測序（RNA-seq）分析，并結(jié)合定量聚合酶鏈反應(yīng)（qPCR）、蛋白質(zhì)印跡（Western blot）和免疫熒光染色，從轉(zhuǎn)錄組和蛋白水平驗(yàn)證了其作用的核心信號通路。

研究人員成功合成了BiRDS。電泳、TEM和AFM證實(shí)其形成了預(yù)期的四面體納米結(jié)構(gòu)，DLS顯示其尺寸約為15.19 nm，攜帶負(fù)電荷。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，Cy5標(biāo)記的BiRDS能在24小時(shí)內(nèi)有效被HUVECs攝取并積累在細(xì)胞質(zhì)中。

在缺氧條件下，BiRDS能顯著抑制HUVECs的增殖（EdU實(shí)驗(yàn)）、遷移（Transwell實(shí)驗(yàn)）和體外成管能力，其效果與臨床一線抗VEGF藥物阿柏西普（Aflibercept, AFL）相當(dāng)，而單獨(dú)的miR-22或tFNAs載體效果有限。

在大鼠激光誘導(dǎo)CNV模型中，玻璃體腔注射BiRDS能在第14天和第21天顯著減小CNV病灶面積和滲漏，其抑制效果與AFL組相當(dāng)。

這是本研究的關(guān)鍵突破。Cy5標(biāo)記的BiRDS經(jīng)小鼠結(jié)膜下注射后，能有效穿透眼部屏障。熒光成像顯示，藥物在1小時(shí)內(nèi)即可在脈絡(luò)膜檢測到，6小時(shí)后在視網(wǎng)膜出現(xiàn)，并在18小時(shí)內(nèi)持續(xù)分布。這表明BiRDS能夠通過“鞏膜-脈絡(luò)膜-視網(wǎng)膜”途徑到達(dá)眼底靶組織，實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)的結(jié)膜下給藥替代侵入性的玻璃體腔注射。

在小鼠激光CNV模型中，結(jié)膜下注射BiRDS能顯著減小CNV病灶的滲漏面積（FFA評估）和病灶尺寸（OCT評估），療效與玻璃體腔注射AFL相當(dāng)，且優(yōu)于單獨(dú)的miR-22或tFNAs載體。

在OIR模型中，結(jié)膜下給予BiRDS能有效減少視網(wǎng)膜病理性新生血管區(qū)域，效果與AFL相當(dāng)。更重要的是，BiRDS還能顯著縮小視網(wǎng)膜無灌注區(qū)（avascular area），而AFL對此無明顯改善，這顯示了BiRDS在緩解視網(wǎng)膜缺血、促進(jìn)生理性血管再灌注方面的獨(dú)特優(yōu)勢。

BiRDS治療減少了OIR視網(wǎng)膜中從靜脈異常出芽的血管面積。同時(shí)，它增加了血管生長前沿的內(nèi)皮尖端細(xì)胞（tip cell）數(shù)量和絲狀偽足（filopodia）延伸，這表明BiRDS在抑制病理性血管的同時(shí)，還能促進(jìn)健康的生理性血管重建。

缺氧缺血會導(dǎo)致視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（RGCs）凋亡和膠質(zhì)細(xì)胞活化。免疫熒光結(jié)果顯示，BiRDS治療顯著降低了膠質(zhì)纖維酸性蛋白（GFAP）的表達(dá)（表明減輕了膠質(zhì)細(xì)胞活化），并保留了更多的Tuj1⁺神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、PKC-α⁺雙極細(xì)胞、視紫紅質(zhì)（Rhodopsin）⁺視桿細(xì)胞和鈣結(jié)合蛋白（Calbindin）⁺水平細(xì)胞。這表明BiRDS對多種類型的視網(wǎng)膜神經(jīng)元具有廣泛的保護(hù)作用。

ERG檢測從功能層面驗(yàn)證了神經(jīng)保護(hù)效果。與對照組相比，BiRDS治療組小鼠的暗適應(yīng)（視桿細(xì)胞主導(dǎo)）和明適應(yīng)（視錐細(xì)胞主導(dǎo)）ERG的a波、b波振幅，以及振蕩電位（OPs）振幅均得到顯著增強(qiáng)，表明其視網(wǎng)膜光感受器、雙極細(xì)胞及內(nèi)層視網(wǎng)膜的神經(jīng)信號傳導(dǎo)功能得到了更好的保留。

RNA-seq分析發(fā)現(xiàn)，BiRDS處理逆轉(zhuǎn)了缺氧引起的許多基因表達(dá)變化，其中經(jīng)典Wnt/β-連環(huán)蛋白（Wnt/β-catenin）信號通路的相關(guān)基因富集顯著。qPCR和Western blot驗(yàn)證進(jìn)一步證實(shí)，BiRDS能下調(diào)該通路關(guān)鍵分子Frizzled 4（FZD4）和β-catenin的mRNA及蛋白表達(dá)，同時(shí)上調(diào)糖原合酶激酶3β（GSK3β）的表達(dá)。在OIR小鼠視網(wǎng)膜中也觀察到了相同的蛋白表達(dá)變化模式。這表明，BiRDS通過遞送miR-22，抑制了Wnt/β-catenin信號通路的過度激活，這可能是其同時(shí)發(fā)揮抗血管新生和神經(jīng)保護(hù)雙重功效的核心分子機(jī)制。

本研究成功開發(fā)并驗(yàn)證了BiRDS這一創(chuàng)新的納米遞送平臺。其重要意義在于實(shí)現(xiàn)了多個(gè)維度的突破：在給藥途徑上，首次證實(shí)了基于tFNA的核酸藥物可通過結(jié)膜下這種微創(chuàng)、門診可操作的方式，有效穿透眼球屏障到達(dá)眼底視網(wǎng)膜，為替代頻繁、有創(chuàng)的玻璃體腔注射提供了全新方案。在治療效能上，BiRDS不僅表現(xiàn)出與現(xiàn)有抗VEGF藥物相當(dāng)?shù)囊种撇±硇孕律�血管的能力，更具備了�?dāng)前療法缺乏的獨(dú)特優(yōu)勢——促進(jìn)健康的生理性血管重建以改善視網(wǎng)膜灌注，以及全面保護(hù)視網(wǎng)膜神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能，真正實(shí)現(xiàn)了對“視網(wǎng)膜神經(jīng)血管單元”的綜合修復(fù)。在作用機(jī)制上，研究揭示了其通過調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin這一在多種眼病中關(guān)鍵的信號通路，來協(xié)調(diào)發(fā)揮血管和神經(jīng)保護(hù)作用。

總之，BiRDS代表了一種從單純“抗血管”到“神經(jīng)血管綜合修復(fù)”的范式轉(zhuǎn)變。它通過一個(gè)微創(chuàng)的給藥平臺，將一個(gè)具有多靶點(diǎn)調(diào)控潛力的治療分子（miR-22）高效遞送至病灶，同步應(yīng)對眼底疾病的血管異常和神經(jīng)退行兩大核心病理過程。這項(xiàng)工作為治療糖尿病視網(wǎng)膜病變、年齡相關(guān)性黃斑變性等頑固性致盲眼病，提供了一個(gè)極具臨床轉(zhuǎn)化前景的下一代RNA納米治療策略。