糖尿病足溃疡（DFU）是糖尿病最严重、最可怕的并发症之一，目前仍缺乏有效的治疗策略。
此前，东南大学李新松/郭宗科团队基于LNP和环状RNA（circRNA）开发了LNP/VEGF-A circRNA，该制剂在DFU模型小鼠可以原位长效表达和释放VEGF-A，显著促进糖尿病小鼠模型的血管生成和创面愈合。研究为DFU治疗提供了开创性的策略。
此外，成纤维细胞生长因子2（FGF2）在创面愈合中也起重要作用，已被用于糖尿病创面的治疗。然而，FGF2蛋白穿透特性有限，且稳定性差，半衰期很短，临床疗效并不理想，需要频繁给药，增加了患者的治疗负担和成本。
近日，南方医科大学皮肤病医院邓成成、杨斌团队在J Control Release上发表研究论文：Circular RNA-based therapy provides sustained and robust expression of FGF2 to accelerate diabetic wound healing。
研究基于LNP和编码FGF2的circRNA，开发了一种创新的糖尿病创面治疗策略——LNP-circFGF2。在糖尿病模型小鼠中，单次给药LNP-circFGF2持续13天以上的蛋白表达，展示了卓越的创面愈合效果，包括促进血管生成、胶原沉积和组织再生，治疗效果显著优于FGF2蛋白和线性mRNA，且安全性良好。LNP-circFGF2有望作为“单剂量、长效”的DFU治疗平台，打破目前细胞因子疗法的临床应用瓶颈。
LNP-circFGF2体外合成及表达验证
团队利用Ⅰ型内含子自剪接法合成了circRNA（circFGF2），制备了相应的线性RNA（linFGF2）和FGF2蛋白用于对比。随后用基于SM-102的LNP包封RNA，用于体外和体内的研究。
在HEK293T细胞中，linFGF2在12小时达到最高表达，然后逐渐减少；而circFGF2在72小时后表达逐渐增加，最终达到显著更高的蛋白质表达量。与线性mRNA相比，circRNA提供了更持久、稳定的蛋白表达。
图1 在体外，circRNA比线性RNA显示更高水平和更持久的蛋白质表达。
LNP-circFGF2对成纤维细胞的作用
创面愈合是一个复杂和动态的过程，涉及多种细胞类型的协同作用。成纤维细胞的增殖、迁移和胶原合成在创面愈合中起关键作用。
120小时内，LNP-circFGF2比LNP-linFGF2或FGF2更有效地促进成纤维细胞（NIH3T3）的增殖和迁移，表明其在促进伤口愈合方面具有优越的潜力。
图2 LNP-circFGF2对体外成纤维细胞的作用。
LNP-circFGF2对内皮细胞的作用
受损的血管是糖尿病创面愈合延迟的关键因素。促进血管生成为创面提供必要的营养物质，促进组织再生。
96小时内，相比LNP-linFGF2或FGF2处理，LNP-circFGF2处理的HUVEC显著增强了内皮细胞增殖、迁移和血管形成能力，暗示其在促进糖尿病创面愈合中血管形成的能力。
最佳的伤口愈合不仅依赖于血管生成，还依赖于血管系统、结缔组织和上皮的协调再生。体外研究表明，不同于主要促进血管生成的血管内皮生长因子，circFGF2刺激内皮细胞增殖和血管形成，同时也促进成纤维细胞的增殖和迁移，可靶向多种修复途径。
图3 LNP-circFGF2对体外培养内皮细胞的影响。
LNP-circFGF2的原位长效治疗
不同的制剂被局部施用到糖尿病小鼠（db/db小鼠）的6mm的背部创面。在治疗终点（第15天），创面面积分别为原始创面的56.7%（LNP-linFluc）、78.2%（LNP-circFluc）、48.3%（FGF2蛋白）、57.1%（LNP-linFGF2）和13.3%（LNP-circFGF2）。
相比LNP-linFGF2治疗，LNP-circFGF2治疗组的创面愈合率提高了2.1倍，血管密度增加了1.8倍，胶原沉积增加了2.3倍，其性能也显著优于FGF2蛋白治疗，这表明了LNP-circFGF2在糖尿病伤口愈合和显著改善疗效方面的优势。单剂LNP-circFGF2可提供长期的治疗效果，克服了传统FGF2蛋白疗法持续时间短和频繁给药的局限性。
图4 LNP-circFGF2对糖尿病创面愈合的原位长效作用。
图5 LNP-circFGF2治疗后，促进组织再生和血管生成。
LNP-circFGF2治疗作用机制
单细胞RNA测序揭示了LNP-circFGF2促进糖尿病创面愈合的分子机制：治疗组中血管内皮细胞比例显著增加，提示其有效改善创面微环境；内皮细胞中血管生成、ECM重塑及抗氧化防御等相关基因上调，暗示其协同促进血管化与组织再生；成纤维细胞向修复性表型转化，相关差异基因富集于细胞外基质（ECM）组装、增殖与迁移等驱动组织修复相关通路。
分析人类糖尿病足溃疡数据证实，小鼠模型中发现的FGF2促进愈合相关通路在人类创面修复相关细胞中同样激活，凸显了该治疗机制的临床转化潜力。
图6 LNP-circFGF2治疗糖尿病创面的单细胞测序分析。
LNP-circFGF2安全性
在HEK293T细胞中，浓度为5μg/mL的LNP-circRNA处理24小时后，关键促炎细胞因子（IL-6、肿瘤坏死因子-α、干扰素-α或IL-1β）没有显著上调。
图7 炎症因子表达定量。
在糖尿病创面小鼠模型中，对比LNP-circFGF2处理组和未处理对照组，创面微环境中免疫细胞（CD3+T细胞、CD20+B细胞和CD68+巨噬细胞）的浸润水平相当。系统细胞因子（IL-6、IL-17、肿瘤坏死因子α）表达水平也保持稳定。
这些数据有力地支持了LNP-circFGF2良好的生物相容性和卓越的安全性，表明LNP-circFGF2完全适合用于需要重复给药的慢性创面。
图8 创面微环境中免疫细胞浸润水平
总结
研究开发的LNP-circFGF2治疗平台，在糖尿病创面愈合中展现出显著优势。该平台利用circRNA的稳定性实现FGF2的持久表达，通过增强成纤维细胞功能、促进血管生成等多重机制，在糖尿病小鼠模型中实现了创面的高效愈合。其“单次给药、长效治疗”的特点，成功克服了传统FGF2蛋白疗法半衰期短、需频繁给药的瓶颈，展现出巨大的临床转化潜力，为慢性创面治疗提供了突破性解决方案。
尽管在临床前研究中成效显著，但LNP-circFGF2的临床转化仍面临挑战，需要进一步研发：
LNP优化：人类皮肤，尤其是糖尿病患者增厚的表皮屏障，可能需要对LNP的粒径、脂质组成或给药策略进行再优化，以确保其渗透与疗效。
长期安全性评估：短期研究显示其免疫原性低，但慢性创面治疗需重复给药，因此必须进行长期安全性评估以排除潜在的系统性毒性及免疫反应风险。
生产工艺开发：要实现规模化生产，需攻克大规模circRNA合成中的稳定性、高包封率以及长效制剂配方等技术瓶颈，以满足监管要求。
深化机制研究：未来可借助单细胞或空间转录组学等技术，深入探究LNP-circFGF2与创面微环境的相互作用，为与抗炎或促血管药物的联合疗法提供依据。
进一步临床前验证：在更贴近人类生理的糖尿病猪等大动物模型中进行验证，将是推进临床应用的关键步骤。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168365925009964?via%3Dihub