酰肼改性的交联葡聚糖用于骨关节炎治疗的研究

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目的:骨性关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种持续发展的最终导致慢性残疾的关节疾病,其特征是软骨炎症、退化、和破裂,全球超过25%的成年人受其影响。然而目前对于OA仍然没有有效的治疗策略。据目前的研究结果表明,关节腔内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的升高是骨性关节炎发生发展的重要环节,我们认为清除关节腔内过高水平的ROS可以抑制骨性关节炎的发生发展。本课题设计了一种基于交联葡聚糖凝胶微粒为平台的,经肼基修饰的可用于关节腔内注射的改性凝胶微粒,用于关节腔内ROS的清除,从而抑制骨性关节炎的发生发展。方法:实验分为三部分。第一部分:肼基功能化的葡聚糖凝胶微粒的合成与表征。首先利用了1,1-羰基二咪唑(CDI)置换反应分两步将葡聚糖凝胶微粒(S)制备为肼化葡聚糖凝胶微粒(SC)。随后用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、热重分析(Thermal gravimetric analyzer,TGA)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、能量色散X射线光谱(Energy dispersive X-ray spectroscopy,EDX)、水接触角(Contact angle)验证葡聚糖凝胶微粒是否改性成功。接着用2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)和元素分析的方法测试了肼基取代率。最后,用羟自由基和超氧阴离子清除试剂盒检测了改性凝胶微粒对体外ROS的清除能力。第二部分:在体外细胞学部分,我们首先用MTT法测试了S,SC的生物相容性。然后用活死细胞测试了S,SC的微粒对H2O2诱导大鼠软骨细胞凋亡的保护作用,并使用DCFH-DA检测了S,SC对H2O2诱导SD大鼠软骨细胞内ROS产生水平的影响。最后分别用q RT-PCR和免疫荧光的方法检测了S,SC对H2O2诱导大鼠软骨细胞炎症应激在基因和蛋白表达水平的影响。第三部分:在动物体内实验部分,我们利用膝关节前交叉韧带离断术(Anterior cruciate ligament transaction,ACLT)将SD大鼠制备为OA动物模型,并在此模型之上关节腔内注射S,SC。随后进行关节液生化检测(Elisa)、关节大体观观察及评分、软骨组织组织学染色及评分,以验证肼基功能化凝胶微粒对OA模型大鼠的骨性关节炎的发生发展具有抑制作用。结果:材料合成与表征:成功合成了目标产物:肼基功能化交联葡聚糖凝胶微粒。FTIR结果显示改性后葡聚糖凝胶出现C=O特征吸收峰;XPS和EDX均出现氮元素信号显示葡聚糖凝胶改性成功;TGA和水接触角间接提示葡聚糖凝胶改性成功。用TNBS试验和元素分析显示肼基的取代率分别为9.4%和10.3%。最后用试剂盒法测试了SC对羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(·O2-)有比较高的清除率。对体外软骨细胞的疗效评价:MTT结果表明SC对SD大鼠软骨细胞均有较好的细胞相容性,即使在100 mg/m L的极大浓度下,细胞活力仍高于80%;活死细胞结果显示SC明显降低了H2O2诱导大鼠软骨细胞的凋亡;对H2O2诱导SD大鼠软骨细胞内ROS产生观察发现明显降低细胞内ROS水平;而q RT-PCR结果显示肼基功能化的葡聚糖凝胶微粒可以提高抗ROS基因的表达和降低软骨组织破坏的基因并改善软骨细胞外基质的分泌;免疫荧光结果则显示IL-6和MMP-13的蛋白表达均降低,这一结果与q RT-PCR的结果相一致。对OA模型大鼠疗效的评估:Elisa法检测了关节液,其结果显示SC能明显改善关节腔内IL-6和MMP-13的表达水平,大体观观察及大体观Pelletier’s评分也显示关节软骨的形态学外观得到改善。组织切片染色包括H&E染色、番红O-固绿染色、免疫组织化学染色以及基于此的组织学Mankin评分显示SC可以明显改善膝关节软骨破坏程度,对SD大鼠骨性关节炎的发生发展具有明显抑制作用。结论:总之,我们设计并成功合成了肼基修饰的的交联葡聚糖凝胶微粒,该微粒通过酯键将肼基基团枝接于交联葡聚糖凝胶上,该活性基团所具有的强还原性可以清除体内外环境中的ROS,从而抑制关节软骨的炎症应激,降低关节腔内炎症因子表达,改善软骨细胞的软骨基质分泌;抑制OA模型大鼠骨性关节炎的发展,保护关节软骨组织的微观结构和关节正常功能。在骨性关节炎的临床治疗中存在潜在应用价值。
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目的:近年来,老年人的艾滋病(Acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)报告率不断攀升,尤其是老年男性患者。老年男性嫖客和暗娼(Female sex workers,FSWs)是艾滋病毒(Human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)感染的高危人群,也常常发挥着将HIV-1传播给一般人群的桥梁作用。本研究以HIV-1感染的
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