高負荷Gα結合EXEペプチドナノ粒子は、血栓症を予防し、心筋虚血・再灌流傷害からマウスを保護します

High-loading Gα-binding EXE peptide nanoparticles prevent thrombosis and protect mice from cardiac ischemia/reperfusion injury.

• Aiming Pang
• Ni Cheng
• Yujie Cui
• Yanyan Bai
• Zhigang Hong
• M Keegan Delaney
• Yaping Zhang
• Claire Chang
• Can Wang
• Chang Liu
• Paola Leon Plata
• Alexander Zakharov
• Kasim Kabirov
• Jalees Rehman
• Randal A Skidgel
• Asrar B Malik
• Ying Liu
• Aleksander Lyubimov
• Minyi Gu
• Xiaoping Du

抄録

細胞内コンパートメントを標的としたペプチド系薬剤の開発において、効率の悪さは大きな障害となっています。我々は最近、インテグリンβ細胞質ドメイン内のGα結合ExEモチーフに由来するペプチド（mP6）を用いてインテグリンのアウトサイドインシグナルを選択的に阻害すると、抗血栓効果があることを示した。ここで、我々は脂質安定化高負荷ペプチドナノ粒子(HLPN)を設計し、その中で再設計されたExEペプチド(M3mP6)がナノ粒子全体の70%まで構成され、in vivoでの効率的な送達を可能にした。その結果、M3mP6 HLPNはクロピドグレル/アスピリン併用療法よりも強力に閉塞性血栓症を抑制し、ネズミの止血に悪影響を与えないことが確認されました。さらに、M3mP6 HLPNはP2Y12受容体阻害薬やクロピドグレル/アスピリン併用薬との相乗効果により、出血を悪化させることなく血栓症を予防した。また、M3mP6 HLPNはP2Y12阻害薬カングレロールよりも強力に血管内凝固を阻害した。M3mP6 HLPNの虚血後注射は、マウスモデルにおいて心筋虚血再灌流傷害から心臓を保護した。本研究では、マウスを用いた心筋虚血再灌流傷害から心臓を保護し、出血リスクを最小限に抑えて血栓症を効果的に予防するだけでなく、in vivoでの効率的なペプチドデリバリー戦略を実証しました。

Inefficient delivery is a major obstacle to the development of peptide-based drugs targeting the intracellular compartment. We recently showed that selectively inhibiting integrin outside-in signaling using a peptide (mP6) derived from the Gα-binding ExE motif within the integrin β cytoplasmic domain had antithrombotic effects. Here, we engineered lipid-stabilized, high-loading peptide nanoparticles (HLPN), in which a redesigned ExE peptide (M3mP6) constituted up to 70% of the total nanoparticle molarity, allowing efficient in vivo delivery. We observed that M3mP6 HLPN inhibited occlusive thrombosis more potently than a clopidogrel/aspirin combination without adverse effects on hemostasis in rodents. Furthermore, M3mP6 HLPN synergized with P2Y12 receptor inhibitors or the clopidogrel/aspirin combination in preventing thrombosis, without exacerbating hemorrhage. M3mP6 HLPN also inhibited intravascular coagulation more potently than the P2Y12 inhibitor cangrelor. Postischemia injection of M3mP6 HLPN protected the heart from myocardial ischemia-reperfusion injury in a mouse model. This study demonstrates an efficient in vivo peptide delivery strategy for a therapeutic that not only efficaciously prevented thrombosis with minimal bleeding risk but also protected from myocardial ischemia-reperfusion injury in mice.

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