木犀草素对非酒精性脂肪肝病的干预及其结肠靶向纳米粒的制备研究

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目的:非酒精性脂肪肝病(Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)被证明与肠道微生物群和肠粘膜屏障的紊乱密切相关。木犀草素是一种天然黄酮类化合物,具有多种药理活性,如抗炎、抗氧化和抗肿瘤等。本研究旨在探讨木犀草素能否可以缓解由高脂饮食(High-fat diet,HFD)诱导形成的NAFLD及其涉及肠-肝轴的可能机制。根据其作用机制,制备了木犀草素结肠靶向纳米粒(Lu-NPs),对其进行体外表征,使其达到结肠靶向给药的要求。方法:通过喂食HFD建立大鼠NAFLD模型,并灌胃给予木犀草素。采用试剂盒检测大鼠血清中的总胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)和谷草转氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)的水平,以评价血脂情况及血清中转氨酶水平。采用试剂盒检测空腹胰岛素(Fasting lisulin,FINS)、空腹血糖(Fasting plasma glucose,FPG)水平,计算胰岛素抵抗指数(Homestasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR)。对肝脏进行伊红-苏木素(Hematoxylin-eosin,HE)染色,观察其病理损伤程度。采用试剂盒检测大鼠肝脏TG、TC水平以及对肝脏进行油红O染色,测定肝脏脂质含量及累积情况。采用试剂盒检测大鼠血清中脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)含量、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)的水平。采用实时定量PCR检测大鼠肝脏中Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR-4)及核因子κB(Nuclear factor kappa-B,NF-κB)m RNA的表达;采用蛋白质印迹法检测肝脏组织中核NF-κB p65、磷酸化NF-κB p65(p-NF-κB p65)的蛋白表达,评估木犀草素对NAFLD所涉及的TLR-4炎症通路的影响。采用外翻肠囊法测定了大鼠肠粘膜通透性;采用实时定量PCR检测大鼠肠组织中紧密连接蛋白claudin-1、occludin和ZO-1 m RNA的表达;采用蛋白质印迹法检测肠组织中紧密连接蛋白claudin-1、occludin、ZO-1的蛋白表达;对肠组织进行HE染色及免疫组织化学染色,评估木犀草素对NAFLD大鼠肠粘膜屏障损伤的干预作用。采用16S r RNA基因测序,分析了肠道菌群的多样性和在不同分类水平上菌群的分类情况,以评估木犀草素对NAFLD大鼠菌群失调的恢复情况。采用乳化溶剂蒸发法制备Lu-NPs,并用响应面法对制备条件进行优化。采用透射电子显微镜(Transmission electron microscope,TEM)对纳米粒拍照,观察其外观形态。采用马尔文激光粒度仪测定粒径、电位和多分散指数(polymer dispersity index,PDI)。测定纳米粒的载药量和包封率,对纳米粒体外释放及其稳定性进行研究。结果:NAFLD大鼠经木犀草素干预后,体重和肝指数下降;血清中TC、TG、LDL-C、AST和ALT显著降低,HDL-C显著升高,血脂和转氨酶得到改善。血清中FINS和FPG显著下降,计算结果显示HOMA-IR降低,提示木犀草素改善了胰岛素抵抗。肝脏TG、TC水平显著下降;HE染色结果显示木犀草素显著改善肝脏损伤;油红O染色结果显示木犀草素减轻了肝脏脂质累积。大鼠血清中LPS降低;肝脏中TLR-4、NF-κB、IL-6、IL-1β和TNF-α水平显著下降,说明肝脏内炎症减轻。改善了高脂饮食引起的肠道黏膜对荧光素异硫氰酸-葡聚糖(FD-4)通透性的增加,肠组织中claudin-1、occludin、ZO-1的表达显著上升,肠粘膜通透性下降,HE染色结果显示肠粘膜损伤得到缓解。16S r RNA基因测序结果显示,木犀草素在门水平上逆转了拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的比例,在科水平上改变了肠道细菌组成的差异,从而增加了NAFLD大鼠肠道菌群的多样性,缓解了肠道菌群紊乱。成功制备了Lu-NPs,外观呈圆球形,平均粒径为197.45±20.09 nm,PDI为0.22±0.01,zeta电位平均值为-23.5±1.16 m V,载药量为5.67±0.25%,包封率为76.41±8.24%。进入结肠环境后(以p H为7.4的PBS溶液模拟),4 h内累积释放量达到88.27±9.33%,符合口服结肠靶向纳米粒的基本特征,并且在4周内的稳定性良好。结论:木犀草素对HFD诱导的NAFLD有良好的治疗效果,并通过肠-肝轴,抑制肝脏的炎症反应,降低肠粘膜屏障通透性,恢复肠道菌群生态环境发挥作用.。制备的木犀草素结肠靶向纳米粒将药物释放部位定位于结肠,以期在局部发挥更好的治疗效果,为NAFLD的治疗提供新的思路与方法。
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