盐酸青藤碱仿生纳米体系的制备及其靶向治疗类风湿关节炎作用研究

来源 :湖南中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:brianwang1982
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研究背景:中医应用青风藤及复方治疗风湿类疾病己有千年,从该药材中提取的青藤碱具有抗炎镇痛、免疫抑制等药理作用。抗风湿病药物正清风痛宁为盐酸青藤碱(SIN)制剂,常用于治疗类风湿关节炎(RA)和其他风湿性疾病,但其临床应用口服半衰期短,体内消除快而生物利用度低,且用药剂量大易引起副反应等,大大地降低了其应有的临床疗效。因此,针对上述问题的研究,如何提高SIN疗效和降低副作用等是目前亟需解决的问题。目的:构建盐酸青藤碱仿生纳米体系,以延长药物半衰期,实现药物在关节炎部位的靶向聚集,并研究其对于RA的靶向治疗作用机制。方法:(1)盐酸青藤碱仿生纳米体系(HA@M@PB@SIN NPs)的制备与表征。采用中空介孔普鲁士蓝纳米颗粒(PB NPs)作为治疗药物SIN的纳米载体,利用PB NPs的中空结构和SIN与Fe(III)之间的相互作用,实现SIN的高负载率,形成PB@SIN NPs;然后,利用红细胞膜(RBCm)与巨噬细胞膜(M(?)m)形成的仿生杂化膜(M)涂层赋予PB@SIN NPs仿生特性(M@PB@SIN NPs),使其能够在血液中长时间循环,实现关节炎靶位点的有效积累。最后,通过脂质插入法将磷脂化聚乙二醇修饰的透明质酸(HA)插入仿生杂化膜表面,实现对炎症细胞的特异性靶向作用,最终构建成HA@M@PB@SIN NPs。采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射谱(XRD)、紫外-可见分光光度仪和动态光散射分析等手段对HA@M@PB@SIN NPs的形貌、结构和特征进行系统表征;F(?)rster共振能量转移(FRET)表征M(?)m和RBCm的融合效率;考马斯亮蓝染色和蛋白质印迹法表征仿生杂化膜成分;细胞吞噬实验测定仿生细胞膜免疫逃逸功能和靶向能力;溶血实验、凝血实验、细胞毒性实验评价HA@M@PB@SIN NPs生物安全性。(2)HA@M@PB@SIN NPs体外抗炎能力研究。细胞摄取实验研究HA@M@PB@SIN NPs进入细胞的能力和途径;细胞毒性实验研究其对活化巨噬细胞和成纤维样滑膜细胞增殖的影响;悬液芯片检测炎症因子变化;活性氧(ROS)荧光探针检测HA@M@PB@SIN NPs对细胞内ROS产生的影响;钙黄绿素-AM/PI染色测定HA@M@PB@SIN NPs对成纤维样滑膜细胞的杀伤作用。(3)HA@M@PB@SIN NPs靶向治疗RA的实验研究。采用体内荧光成像的方法,探讨HA@M@PB@SIN NPs在佐剂性关节炎(AIA)大鼠体内的药代动力学与靶向分布情况;建立AIA大鼠模型,从大鼠足肿胀容积、关节炎指数评分、组织病理学及放射学等方面评价HA@M@PB@SIN NPs治疗RA的药效作用;免疫组化观察大鼠关节组织炎性巨噬细胞与成纤维样滑膜细胞表达情况;悬液芯片系统检测大鼠血清炎症因子变化;通过检测血常规、肝肾功能以及主要器官的组织病理学变化评价HA@M@PB@SIN NPs体内的生物安全性。结果:(1)HA@M@PB@SIN NPs表征研究。TEM显示大小均一的中空介孔PB NPs,且周围包裹仿生细胞膜;动态光散射分析显示,HA@M@PB@SIN NPs粒径大小110.2±12.35 nm,带负电荷-12.65 m V;XPS、FTIR、XRD、紫外-可见分光光度仪确认了HA@M@PB@SIN NPs的成分和结构特征;体外释放研究显示,SIN释放行为呈p H依赖性,且该纳米体系具有良好的缓释能力(72 hr内累积释放率40.3%);仿生细胞膜伪装后,HA@M@PB@SIN NPs表现出优异的免疫逃避能力、同源靶向能力及良好的生物相容性和安全性。(2)HA@M@PB@SIN NPs体外抗炎能力研究。细胞摄取实验研究发现,活化巨噬细胞通过小窝蛋白介导与巨胞饮介导的内吞作用对HA@M@PB@SIN NPs具有高摄取效率;体外抗炎实验研究显示,与相同剂量的SIN对比,HA@M@PB@SIN NPs可显著抑制活化巨噬细胞和类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(HFLS-RA)增殖(P<0.01),降低炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和粒细胞集落刺激因子(G-CSF)的表达水平(P<0.01),明显清除细胞内ROS作用(P<0.001)。(3)HA@M@PB@SIN NPs靶向治疗RA的实验研究。药代动力学分析表明,仿生细胞膜可明显延长HA@M@PB@SIN NPs在AIA模型大鼠体内的半衰期;体内分布研究显示,该纳米体系能够在关节炎部位特异性靶向聚集;体内药效学实验研究显示,与相同剂量的SIN对比,HA@M@PB@SIN NPs能够显著抑制AIA大鼠足肿胀容积、降低关节炎指数评分(P<0.01),明显减轻关节组织炎症细胞浸润与滑膜细胞增殖,保护大鼠关节软骨与骨组织(P<0.01);进一步对其药效作用机制进行探讨,结果发现,与相同剂量的SIN对比,HA@M@PB@SIN NPs能够明显抑制AIA大鼠关节组织中炎症巨噬细胞和成纤维滑膜细胞表达(P<0.01),有效地抑制炎性细胞因子分泌(P<0.05),从而达到减轻关节炎症反应,实现对RA的有效治疗;同时,体内安全性研究尚未发现HA@M@PB@SIN NPs对大鼠血液系统、肝肾功能以及主要器官的影响。结论:(1)本研究创造性地构建了盐酸青藤碱仿生纳米体系,这种具有高效载药、仿生膜伪装、靶向配体的三重修饰策略可以为其他药物的研究提供参考。(2)HA@M@PB@SIN NPs具有显著的抗炎能力,能够有效地减少炎性细胞因子分泌和清除ROS作用,从而恢复炎性微环境的平衡。该纳米药物有望为RA及其他以炎症微环境紊乱的疾病提供新的候选治疗方案。(3)鉴于HA@M@PB@SIN NPs能够靶向聚集于AIA大鼠关节炎症部位,选择性作用于炎症巨噬细胞和成纤维样滑膜细胞,并通过抑制炎性细胞因子的分泌,实现对RA的有效治疗,在后续相关领域的研究中具有广阔的应用前景。
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