载YC1的脑靶向乳铁蛋白-海藻酸钠-胆固醇纳米胶束的研究

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目的:由于血脑屏障的存在,使得绝大多数中枢神经系统药物无法达到有效的脑内血药浓度。因此,开发新型有效的中枢神经给药系统使药物达到有效的脑内浓度,对中枢神经药物的运用显得尤为重要。   YC1是从中国南海唇软珊瑚中提取的氧代固醇类甾体化合物,有相关研究证明其具有显著的神经元保护作用。但由于水溶性差,经小鼠尾静脉静注后脑内浓度低,治疗效果不理想。本论文拟通过合成海藻酸钠与胆固醇的聚合物(SACD),该聚合物在温和条件下可以形成亲水性海藻酸钠在外,疏水性胆固醇在内的核壳结构的纳米胶束,由于疏水区为胆固醇,这种纳米胶束对与胆固醇具有相同母核结构的甾体药物具有很好的包载作用。然后在该纳米胶束上连接具有脑靶向性的乳铁蛋白,其进入体内后,与血脑屏障上的乳铁蛋白受体结合,从而进入脑内,发挥神经保护作用。   方法:本实验采用经改进的三光气-DCC法,合成高接枝率的两亲性海藻酸钠-胆固醇(SACD)聚合物,并通过红外光谱(FTIR)、核磁共振(1HNMR)和热重分析法(DTA)等方法验证。通过萃取法和水解法两种方法测定SACD中胆固醇的接枝率。   通过酰化反应,使SACD的海藻酸钠上部分羧基与乳铁蛋白(Lf)相连形成Lf-SACD,并通过Western blot的方法验证酰化结果。   比较了直接法、乳化法和透析袋法制备纳米胶束的粒径大小和分布。由于乳化法制备的纳米胶束粒径较小且均匀,故确定乳化法为制备方法。进一步研究用乳化法制备纳米胶束的形态,比较载药前后纳米胶束的粒径和Zeta电位的不同。   采用荧光探针法测定SACD的临界胶束浓度(CMC)。用葡聚糖凝胶柱G-50分离YC1-SACD和游离的YC1,以测定YC1的包封率。通过调节海藻酸钠和胆固醇的比例,合成出具有不同接枝率的SACD,研究不同接枝率与包封率的关系。   采用质谱-高效液相色谱(LC-MS/MS)联用、APCI正离子源的模式对YC1和内标ST009进行全扫描,确定两者的选择性离子通道,以内标法建立YC1的体内外测定方法。   通过考察模型药物YC1在各种有机溶剂中的饱和溶解度,选择50%的乙醇加1%的Tween80混合水溶液和6%的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)作为释放介质,用透析袋法考察YC1体外释放度。以累积释放率较大的数据,采用零级方程、一级方程、Higuchi和Riter-Peppas方程对累积释放百分率作曲线拟合,求出相关系数(R),探讨其体外释放规律。   采用昆明小鼠进行载YC1纳米胶束的体内分布研究。经小鼠尾静脉分别注射YC1、YC1-SACD纳米胶束和YC1-Lf-SACD纳米胶束。注射后分别于15min,30min,1h2h,4h,8h将小鼠处死,取出血、心、肝、肺、肾、脑进行匀浆处理,加入适量乙酸乙酯漩涡混合后离心,取上清液氮气吹干。加入甲醇漩涡混合后离心,取上清液进样。   结果:SACD的FTIR光谱在1700-1600cm-1之间有分裂的双峰,提示为海藻酸钠的羧基峰和SACD的羧基峰,而海藻酸钠在1700-1600cm-1之间只呈现一个单峰。SACD的1HNMR谱在1.0-2.5ppm之间有胆固醇的特征峰,在3.6-5.0之间则有海藻酸钠主链的次甲基峰和胆固醇的H3和H6峰。SACD的DTA谱图的各吸热放热峰与其他对照品有明显不同。采用萃取法能够准确地测定SACD的接枝率。   Western blot结果表明,阴性对照品SACD没有呈现谱带,提示与乳铁蛋白抗体没有反应,而连接Lf的SACD在200-300KDa之间有明显的谱带,提示Lf已连接到SACD。   采用直接法制备的纳米胶束粒径分布不均匀,透析袋法制备的纳米胶束粒径较大。采用乳化法制备的纳米胶束,纳米胶束粒径的大小在150nm以内,且分布较均匀。载药后的纳米胶束粒径略微变大。Zeta电位载药前后均保持在-100mV左右。扫描电镜可见SACD纳米胶束呈圆形核-壳状结构,纳米胶束分散性良好,粒径分布均匀。   CMC测定结果表明,采用三光气-DCC法合成的SACD具有更低的CMC,有利于胶束的形成。收集0-13min的洗脱液可以将载药物的纳米胶束溶液收集完全。胆固醇的接枝率显著影响YC1包封率,YC1的包封率随着胆固醇的接枝率的增加而增大。   根据YC1在不同介质中的溶解度,分别采用6%的HP-β-CD水溶液和1%的Tween80+50%的乙醇水溶液为释放介质考察YC1-SACD的体外释放。释放结果显示采用6%的HP-β-CD水溶液为释放介质,12小时累积释放百分率能达到80%以上;采用1%的Tween80+50%的乙醇水溶液为释放介质,12h累积释放百分率只有60%左右。原因可能是因为乙醇在释放过程中有少量挥发,造成对YC1的溶解度降低。也有可能是释放介质中表面活性剂浓度较高,产生增溶作用的胶束体积较大,不能自由透过具有半透膜性质的透析袋而造成释放度过低。   以6%的HP-β-CD水溶液的累积释放百分率,采用各种模型对纳米胶束的释放行为进行拟合。根据Ritger-Peppas模型,当0.45<n<0.89时,药物释放机制为非Fick's模型,即药物释放以扩散和骨架溶蚀协同作用。本实验n=0.59(0.45<n<0.89),药物释放机制兼有扩散和骨架溶蚀两种。根据r2,YC1-SACD纳米胶束以Ritger-Peppas释放方程为最佳模型。   组织和血浆分布实验结果表明,LF组的脑内YC1从0至8小时AUC显著高于YC组和MC组。在肝和肾内,LF组和MC组的YC1浓度都比YC组的含量低。脑靶向评价结果显示,LF组的脑靶向指数为293.0%,与MC组的146.7%有明显提高,提示LF组具有一定的脑靶向性。与溶液YC组的肝脏中平均滞留时间(MRT)2.912h相比,MC组和LF组分别为3.048h和3.136h,证明YC1在体内的滞留时间有所延长。因此,将YC1制备成纳米胶束,并连结Lf,能够使YC1进入脑内的浓度增大,并且能延长YC1在体内滞留的时间。此外,MC组在肺中的靶向指数和相对靶向效率分别为186.4%和136.2%,比LF组的137.8%和82.0%有所提高,提示MC组纳米胶束具有一定肺靶向性。
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