甘草酸二钾纳米胶束调控HMGB1信号通路治疗角膜化学伤及其机制研究

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目的以碱烧伤为代表的角膜化学伤是一类临床常见的眼科急症,可造成角膜穿孔和并发性白内障等一系列眼部并发症,而临床尚缺乏有效干预措施。因此,研究治疗角膜化学伤新的治疗靶标和有效防治措施具有重要的临床意义。本研究将以小鼠角膜碱性烧伤为模型,探究甘草酸二钾纳米胶束滴眼液对小鼠角膜上皮愈合和角膜新生血管的作用,以及对高迁移率族蛋白B1(High Mobility Group B1,HMGB1)及相关信号通路因子如晚期糖基化终产物受体(Receptor of Advanced Glycation Endproducts,RAGE)和Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)表达的影响。方法1.构建甘草酸二钾-瑞巴派特纳米胶束滴眼液,并优化处方,测定其包封率与粒径,评价其储存稳定性;采用兔眼刺激性实验和鸡胚尿囊膜实验考察甘草酸二钾纳米胶束滴眼液的安全性,使用香豆素六为模型药物考察在体吸收特性。2.使用MTT法评价甘草酸二钾纳米胶束对细胞活力的影响,细胞划痕法评价纳米胶束对细胞的促增殖能力。过氧化氢刺激人角膜上皮细胞构建氧化应激模型,检测ROS、SOD和MDA等与氧化应激相关的指标,评价草酸二钾纳米胶束滴眼液对人角膜上皮细胞的保护作用。3.构建小鼠角膜碱烧伤模型,按制定的实验方案对各组小鼠进行治疗。于给药开始后的1、3、5、7、14天利用裂隙灯观察各治疗组小鼠角膜荧光素钠与虎红着色情况,检测各组小鼠角膜上皮修复速度;观察角膜新生血管生长情况,采用FITC-葡聚糖灌注血管,角膜铺片后观察不同组的角膜新生血管密度;角膜敏感度仪测量角膜敏感度;石蜡切片H&E染色观察小鼠角膜结构的病理变化;TUNEL法评价小鼠角膜上皮细胞凋亡情况;ELISA检测小鼠角膜中VEGF、IL-6、IL-1β等炎症因子的含量;利用Western Blot检测HMGB1、RAGE和TLR4蛋白的表达情况。结果1.薄膜水化法制备的甘草酸二钾-瑞巴派特纳米胶束滴眼液的平均粒径为16.56±0.91 nm,多分散性指数为0.377±0.12,Zeta电位为-(7.27±0.591)mV。甘草酸二钾-瑞巴派特纳米胶束滴眼液的包封率为99.97±0.86%。滴眼液无眼表刺激性,接触鸡胚尿囊膜后也无出血、溶血和凝血情况。另外,甘草酸二钾也可以促进模型药物香豆素六的眼表吸收。2.在一定浓度范围内(小于500μg/mL),甘草酸二钾和胶束具有良好的细胞耐受性,可以促进细胞迁移。甘草酸二钾-瑞巴派特纳米胶束可以有效降低氧化应激水平,调控细胞SOD和MDA的含量(与模型组相比,P<0.05)。3.碱烧伤后的小鼠角膜上皮损坏,愈合缓慢,上皮细胞凋亡增加,角膜敏感度降低。经过甘草酸二钾纳米胶束滴眼液治疗14天,角膜上皮愈合速度显著加快(与PBS组相比,P<0.05),角膜敏感度提高,且可以显著抑制新生血管的生成,角膜中的炎症因子水平下降。此外,HMGB1/RAGE/TLR4三种蛋白的表达均有不同程度的降低(与PBS相比,P<0.05)。但是,0.1%的透明质酸钠作为阳性对照组,其效果不如胶束组理想。结论甘草酸二钾作为HMGB1的特异性抑制剂,其构建的瑞巴派特纳米胶束可以通过调控HMGB1信号通路治疗角膜碱烧伤,有效抑制角膜新生血管的生成。
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