多柔比星（DOX）
是广泛应用的化疗药物，但其引发的慢性心脏毒性（DIC）导致患者心功能衰竭甚至死亡。乙酰胆碱（ACh）虽具有增强心率变异性、抑制炎症和线粒体功能障碍等心脏保护作用，但现有提高ACh水平的临床手段（如迷走神经刺激或胆碱酯酶抑制剂）存在侵入性强、副作用大等问题。
因此，
如何安全、精准地递送ACh以对抗DIC
，成为亟待解决的难题。
鉴于此，
来自悉尼科技大学（UTS）的Carmine Gentile团队联合莫纳什大学和悉尼大学的研究人员
，开发了
乙酰胆碱负载纳米颗粒（ACh-NPs）
，并利用3D心脏球体模型首次揭示了ACh通过抑制内皮细胞eNOS信号通路缓解DOX心脏毒性的机制。
本文要点：
（1）新型纳米靶向递送系统：
研究团队创新性地将乙酰胆碱封装于聚丁基氰基丙烯酸酯（PBCA）纳米颗粒中，通过优化制备工艺实现17.5%的药物包封率。ACh-NPs可精准递送低剂量ACh至心脏损伤区域，显著减少DOX诱导的内皮细胞和成纤维细胞死亡，同时避免传统全身给药导致的副作用（如颤抖、低体温等），为临床转化提供安全载体。
（2）3D心脏球体模型模拟病理机制：
利用人源诱导多能干细胞分化的心肌细胞、内皮细胞和成纤维细胞构建心脏球体（CSs），首次证明DOX通过激活内皮细胞eNOS信号引发过量一氧化氮（NO）释放，导致心肌纤维化基因（如MMP-13）异常表达。该模型成功复现了患者心脏组织中eNOS过度激活的病理特征，为药物筛选提供高效平台。
（3）靶向内皮细胞的保护新机制：
研究首次发现ACh的保护作用依赖于抑制内皮细胞eNOS磷酸化，而非心肌细胞或成纤维细胞。通过共定位成像和基因分析，证实ACh可逆转DOX诱导的β-肾上腺素能受体失调，并上调磷酸二酯酶5A（PDE5A）表达，恢复心脏自主神经平衡，为精准干预DIC提供新靶点。
本研究通过开发
ACh-NPs和3D心脏模型
，首次系统揭示了ACh通过内皮eNOS信号通路缓解化疗心脏毒性的分子机制，为临床开发非侵入性心脏保护策略奠定基础。
未来需
进一步优化纳米颗粒的靶向性和稳定性
，
并在大动物模型（如猪）中验证疗效。同时，探索ACh-NPs与其他化疗药物的协同作用，以及长期给药对癌症患者预后的影响，将推动该技术向临床应用迈进。此外，结合动态血流和免疫细胞共培养的复杂心脏模型，有望更全面地模拟DIC病理进程，助力精准医疗发展。
参考资料：
https://doi.org/10.1088/1758-5090/adb7c2
来源：
EngineeringForLife
声明：仅代表作者个人观点，用于研究用途，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
