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炎癥性皮膚病是一類臨床常見疾病，其病理特征是NLRP3炎癥小體激活所引起的多種促炎細胞因子釋放，誘導激活先天性和適應性免疫反應。由于NLRP3炎癥小體的激活可增加免疫相關細胞的糖皮質(zhì)激素抵抗力，因而針對炎癥性皮膚病（如銀屑病及特應性皮炎）的臨床治療，常會出現(xiàn)糖皮質(zhì)激素的耐藥問題。鑒于NLRP3炎癥小體在炎癥性免疫皮膚病發(fā)病機制中的關鍵性作用，靶向NLRP3炎癥小體以減輕炎癥反應，是治療炎癥性皮膚病的關鍵。然而，NLRP3炎癥小體主要位于人體皮膚表皮層和真皮層的免疫細胞和角質(zhì)形成細胞內(nèi)，因此皮膚角質(zhì)層成為了靶向NLRP3炎癥小體的天然遞送屏障。
該可溶性微針貼片以透明質(zhì)酸和膠原三肽為可溶性微針基質(zhì)，針體中包含Cas9核糖核蛋白及地塞米松兩種納米復合物。首先，作者通過聚合物載體將基因編輯Cas9核糖核蛋白包裹制備成納米復合物，同時利用聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）包裹地塞米松包制備成納米復合物；隨后，兩種納米復合物分別裝載于以透明質(zhì)酸及膠原三肽為基質(zhì)的微針針體中，即得到可溶性微針雙載貼片。微針刺入皮膚后可直接穿透角質(zhì)層到達表皮和真皮層，可迅速被皮膚組織液降解，同時將兩種納米復合物從針體中釋放。在聚合物載體的介導下，Cas9核糖核蛋白可跨膜轉(zhuǎn)運至皮下免疫細胞及角質(zhì)層形成細胞內(nèi)，并對細胞核內(nèi)NLRP3基因組進行編輯，因而可以促進糖皮質(zhì)激素地塞米松的治療并降低用量。同時地塞米松在其入核的過程中會誘導核孔擴張，從而促進基因編輯核糖核蛋白復合物進入細胞核，增強NLRP3基因的編輯效率（圖1）。
由于可溶性微針貼片的基質(zhì)含有具有生物活性的膠原三肽，因此可以促進皮膚皮損組織的膠原合成，減少經(jīng)皮失水，促進皮膚損傷的組織修復。通過對微針貼片治療后小鼠皮損部位的經(jīng)皮失水流失值和皮膚水化值進行評估，發(fā)現(xiàn)不管是空白微針貼片還是載藥微針貼片，經(jīng)皮失水流失值均大大降低，并有效增加了小鼠背部皮膚的水合作用。與市售制劑地塞米松乳膏和他克莫司軟膏相比，經(jīng)可溶性微針貼片治療后，可顯著改善皮損組織角質(zhì)層的屏障功能，促進皮膚天然屏障功能的修復，保持皮膚各層含水量及結(jié)構的完整性。
在小鼠特異性皮炎和銀屑病兩種炎癥性皮膚病模型中，可溶性微針雙載貼片給藥后，可對皮下角質(zhì)形成細胞和免疫細胞中的NLRP3基因進行高效編輯，下調(diào)NLRP3的表達，并且成功抑制各種異常的先天性和適應性免疫反應來減輕炎癥性皮膚病的典型癥狀，如劇烈瘙癢、皮膚紅斑、表皮增厚、表皮屏障功能受損、炎癥細胞因子浸潤等。同時NLRP3炎癥小體的下調(diào)，減輕了免疫相關細胞的糖皮質(zhì)激素抵抗，有效提高了糖皮質(zhì)激素療法的抗炎敏感性。
圖2. 可溶性微針雙載貼片用于炎癥性皮膚病的治療。（A）小鼠模型治療示意圖；（B）治療后皮損組織照片（其中G6經(jīng)微針貼片治療，G7及G8分別經(jīng)地塞米松乳膏和他克莫司軟膏治療）；（C）治療后小鼠皮損部位的NLRP3及其他炎癥小體蛋白的表達量；（D）治療后小鼠皮損部位的免疫組化照片。
綜上所述，通過可溶性微針貼片介導透皮給藥，以實現(xiàn)皮下細胞的基因編輯胞內(nèi)遞送的分級遞送策略，可有效發(fā)揮基因編輯和糖皮質(zhì)激素的協(xié)同治療效果。該方法不僅在炎癥性皮膚病的治療方面極具潛力，而且也為經(jīng)皮途徑的基因編輯療法提供了新的思路。
該研究由浙江大學藥學院平淵團隊獨立完成。
