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背景急性肺损伤(acute lung injury,ALI)/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是指由心源性以外的各种肺内外致病因素导致的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭,是临床常见的呼吸系统危重症,发病率高、治疗效果差,死亡率高达35%-46%。ALI/ARDS是由多种炎症细胞及炎症介质参与,以肺泡毛细血管通透性增加、肺水肿以及透明膜形成、中性粒细胞浸润及肺泡表面活性物质失活为主要特点,肺部影像学表现为非均一性的渗出改变。目前对于ALI/ARDS的病人除了小潮气量机械通气以及糖皮质激素暂时没有有效的药物治疗,因此迫切需要寻找一种有效的药物来治疗ALI/ARDS。Toll样受体(TLR)是一类I型跨膜糖蛋白模式识别受体,参与机体的各种免疫应答,在各种炎症反应、细胞吞噬作用的调节和细胞信号转导及细胞凋亡等起重要作用。TLR通过识别并结合相应病原相关分子模式(PAMP)启动细胞内外信号级联反应,诱导某些免疫效应分子(包括炎症因子)表达,并最终清除外源致病性物质,以保持机体内稳态。很多研究表明TLR信号通路在ALI/ARDS的发病机制中发挥重要作用,抑制TLR过度活化可能是治疗过激炎症的一种潜在方法。其中,TLR4在感染性疾病和非感染性肺部炎症中起着至关重要的作用。在过去的几十年中,已经研究了很多种TLR4拮抗剂,例如小分子抑制剂,抗体,miRNA,脂质A类似物等。到目前为止,其中的一些已经进行了临床前研究,很少一部分已经过临床试验,但是没有一项研究结果被批准用于临床治疗。在过去的几十年里,纳米粒子已经在科学、医学、工程等领域进行的广泛的研究。截至2016年,FDA已经批准51项纳米药物用于治疗或成像,77项纳米药物已经在临床实验中。在医学应用领域,纳米粒子由于良好的细胞靶向性、生物相容性、可控制的生物活性以及近乎完美的药物代谢动力学而被广泛研究。吸收、分布、代谢、排泄等药代动力学研究是评估纳米粒子安全性和可持续性的基础研究。其中纳米粒子可以通过改变其表面物质的大小,形态,表面化学基团,从而改善体内生物分布,达到组织靶向性进而优化治疗效果。到目前为止已经有很多具有不同表面化学性质的纳米粒子被用来解决临床中遇到的问题。研究表明,纳米粒子通过操控TLR信号通路可能会为过度炎症提供新的治疗策略。我们新开发了一类新的由金纳米核和表面包裹的多肽组成的多肽-GNP杂合物(P12),能够抑制外周血单核细胞的多条TLR受体通路,包括TLR2,3,4,5以及下游的促炎因子的产生。P12抗炎的机制之一是P12内吞之后能够阻断内体酸化。基于之前的研究,我们猜想P12能够减轻ALI/ARDS过度的炎症并具有广阔的临床应用前景。我们这篇论文主要研究了P12不同的给药方式(包括气管、尾静脉和腹腔给药)对LPS诱导的小鼠急性肺损伤的治疗效果的影响以及其在动物体内的分布情况及差异,以期为P12下一步的临床前、临床研究提供证据。目的1.明确P12不同给药方式对LPS诱导的急性肺损伤小鼠模型中治疗作用的影响。2.明确P12不同给药方式在小鼠体内的药物生物分布情况以及影响其体内分布的因素。方法1.参考之前的文献及在之前工作的基础上合成多肽-GNP杂合物P12及不同种PEG修饰的多肽-GNP杂合物。2.用电镜及DLS获取肽-GNP杂合物的物理性质。3.6-8周C57BL/6小鼠经气管、腹腔、尾静脉给药方式给与125nM或500nM 50ul P12,2h后经气管切开给与LPS(10mg/kg)建立急性肺损伤小鼠模型,26h后获取支气管肺泡灌洗液进行细胞分类计数。4.6-8周C57 BL/6小鼠经气管切开给与LPS(10mg/kg)建立急性肺损伤小鼠模型,2h后经气管给与500nM 50ul P12,4h后获取肺、脾、心、肾、胃肠、淋巴结组织进行IVIS成像后进行ICP-MS检测金含量。5.6-8周C57 BL/6小鼠经气管、腹腔、尾静脉给药方式给与500nM 50ul P12,4h后获取肺、脾、心、肾、胃肠、淋巴结组织进行IVIS成像后进行ICP-MS检测金含量。6.6-8周C57 BL/6小鼠经气管给与500nM 50ul 4种PEG修饰的GNP,4h后获取肺、脾、心、肾、胃肠、淋巴结组织进行IVIS成像后进行ICP-MS检测金含量。结果在LPS诱导的ALI小鼠模型中,高浓度P12的三种给药方式均可显著降低BALF总细胞数和中性粒细胞数。当行低浓度P12干预时,腹腔和尾静脉给药不能降低BALF总细胞数和中性粒细胞数,而气管内给药仍具疗效。IVIS、ICP-MS结果显示,P12气管内给药容易在肺部聚集,在肝脏聚集较少;腹腔给药在淋巴结聚集最多;尾静脉给药在肝脏聚集最多。P12具有独特的性质,经气管给药易于在肺部聚集。在系统性炎症存在的情况下,P12在肺中蓄积量减少,在脾脏聚集增加。结论P12在LPS诱导的急性肺损伤小鼠模型中具有良好的治疗作用。采用直接气道滴注给药方式相较于尾静脉和腹腔给药对ALI治疗的效率更高,低剂量P12给药时仍具有对ALI小鼠较好的保护作用,这可能与药物在靶器官肺中的浓度较高相关。此外,P12气道给药相对于其他两种给药方式,在肝脏中蓄积较少,并且易于在肺部聚集,安全性高。该研究为加速P12的临床转化奠定了实验基础,P12有望成为救治ALI/ARDS的一种新型抗炎纳米药剂。