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血管栓塞性疾病现已成为危害人类生命健康的重大疾病之一。目前临床上通常采用静脉滴注纤溶药物(如尿激酶)进行溶栓。但这类药物作用位点宽泛,缺乏血栓特异性,易破坏人体正常的纤溶-凝血系统平衡,产生严重的不可控出血并发症。且溶栓后的血管局部呈高凝状态,活化血小板很可能会再度聚集形成新的血小板血栓,易导致溶栓后血管再栓塞,极大降低溶栓效果。如何实现溶栓药物在血栓局部的特异性递送和可控释放,减少全身出血风险,并防止溶栓后血小板再度聚集,是目前临床溶栓面临的重要课题。研究表明,血栓微环境具有独特的理化性质,如P-选择素高表达、血流剪切力剧增等,这为设计血栓靶向控释递药系统提供了有利条件。基于上述背景,本课题利用β-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)与金刚烷(adamantane,Ada)的主客体包合作用,制备了一种剪切力响应-定点分离式双靶向核壳纳米药物递送系统(nano drug delivery system,NDDS),逐级递送溶栓药物和抗血小板药物,以实现动脉血栓的攻防联合治疗。本研究以岩藻多糖(fucoidan,Fuc)及LSIPPKA多肽分别作为靶向血栓及受损内皮细胞的分子,尿激酶(urokinase,UK)与替罗非班(Tirofiban,TI)作为溶栓治疗及抗血小板聚集的模型药物。首先分别将LSIPPKA与β-CD接枝到聚乳酸羟基乙酸(poly(lactide-co-glycolide),PLGA)上,并将两者以一定比例混合,负载TI,通过纳米共沉淀法制备TI/PPCD NPs,作为NDDS的内核。同时将Ada接枝到Fuc上(Ada-Fuc)作为NDDS的外壳,Ada-Fuc与TI/PPCD利用β-CD与Ada的主客体包合作用完成自组装,并同步负载UK,制备成UK@Fuc-TI/PPCD NDDS。该NDDS进入体内后,首先利用Fuc与活化血小板上的P-选择素特异性结合作用,UK@Fuc-TI/PPCD主动识别动脉血栓,继而在血栓局部高剪切力的作用下,核壳分离快速释放UK进行溶栓。其次,溶栓后局部暴露的受损血管内皮细胞表面高表达的凝集素样氧化低密度脂蛋白受体1(LOX-1)与TI/PPCD内核表面的LSIPPKA结合,使TI/PPCD内核定植在高凝的受损血管区域,其中负载的TI缓慢释放,抑制活化血小板的再聚集,攻防结合提高血管再通率。体外实验结果表明,TI/PPCD NPs的粒径在105 nm,该纳米粒中TI的载药率与包封率分别为1.94%和17.6%。包覆Fuc外壳后,UK@Fuc-TI/PPCD NPs的粒径增加至525 nm,其中UK的载药率与包封率分别是22.89%和62.61%。体外剪切力响应释药结果表明,在模拟血栓部位高剪切力(100 Pa)的条件下,尿激酶释放量较正常血管(1 Pa)高4.55倍,同时剪切后纳米粒粒径减少至200 nm左右,综上所述,UK@Fuc-TI/PPCD NPs具有剪切力响应释药及形变的特征。体外制备富含血小板的血栓块,FX PRO活体成像仪检测NPs的靶向情况,结果显示Fuc-PPCD NPs的荧光强度显著高于对照组与PPCD NPs组,体现了Fuc-PPCD NPs对富含血小板的血栓块具有良好的体外血栓靶向性。细胞水平上,以人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)与活化血小板共孵育的方法来模拟血栓组成微环境,共聚焦显微镜考察NDDS对活化血小板的靶向情况。结果显示,Fuc-PPCD核-壳纳米载体可高效靶向活化血小板,其荧光共定位系数高达0.879,而PPCD内核与血小板的荧光共定位系数只有0.455,表明含有岩藻多糖外壳的Fuc-PPCD NPs能够精准靶向血栓部位的活化血小板。体外溶栓实验显示,在使用100 Pa剪切力预处理后,UK@Fuc-TI/PPCD NPs的溶栓效果(溶栓率为91.59%)接近于游离UK组(溶栓率为100%),同时高于未剪切的UK@Fuc-TI/PPCD NPs(溶栓率为69.51%)。这是由于预剪切UK@Fuc-TI/PPCD NPs组在高剪切力作用下释放了大部分UK能够快速溶栓,而未剪切UK@Fuc-TI/PPCD NPs组由于其负载的UK无法迅速释放其溶栓效果显著降低。FeCl3诱导的大鼠颈动脉血栓作为体内血栓模型。血栓靶向结果表明,Fuc-PPCD NPs可快速聚集于血栓部位,给药10 min内荧光强度最高,之后随着剪切力的作用,Fuc壳层脱落,荧光强度降低。PPCD内核对受损血管的靶向结果显示,给药30 min时损伤侧颈动脉血管内PPCD NPs积聚量显著多于正常血管侧。该结果进一步表明,PPCD内核能够准确识别溶栓后的局部受损血管,并定点释放TI,防止溶栓后血管再栓塞。体内溶栓药效学结果显示,UK@Fuc-TI/PPCD组血栓闭合率仅为8.13%,与游离药物UK组(26.64%)和TI组(45.02%)相比,溶栓效果显著提高。同时,测定各组的尾出血时间,UK@Fuc-TI/PPCD组的尾出血时间(5.26 min)较游离UK组(9.60 min)明显降低,显示出较低的出血风险。综上,该“剪切力响应-可分离”特性的双靶向溶栓药物和抗血小板药物共转运纳米递药系统,可实现血栓攻(快速溶栓)-防(防止血管再栓塞)-护(降低出血风险)三位一体的精准治疗。