基于HMGB1为干预靶点设计纳米滴眼液促进小鼠角膜上皮损伤后修复的有效性及其机制研究

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角膜病已成为全球第二大致盲因素,角膜上皮损伤作为角膜病中高发的疾病,研究其发展机制、新的治疗措施对于及时修复损伤的角膜,维护角膜完整性具有重要意义[1]。本研究以甘草酸二钾为辅料,构建纳米胶束滴眼液并评价胶束性能与眼部应用安全性;评价高迁移率族蛋白B1(High Mobility Group Box 1,HMGB1)及其下游受体在角膜上皮损伤修复过程中的变化;探讨多种炎症因子如白细胞介素-6等在角膜及三叉神经的表达;探讨此滴眼液在正常小鼠体内调控HMGB1信号通路促进角膜上皮受损后的修复过程;并重复上述过程在糖尿病模型小鼠上进行验证。为角膜病的治疗提供新思路。方法:1.采用黄藤素为模型药物,甘草酸二钾为辅料构建黄藤素—甘草酸二钾纳米胶束滴眼液。测定此滴眼液包封率;采用ABTS和FRAP法检测此纳米胶束的抗氧化能力;评价此纳米胶束滴眼液的眼部安全性,进行评分及病理检查;定性评价其眼部吸收性。2.将C57BL/6J小鼠分为五组,分别为PBS滴眼组、黄藤素溶液滴眼组、甘草酸二钾辅料(DG)滴眼组、甘草酸二钾-黄藤素物料混合物(PALM&DG)滴眼组以及甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束(PALM-DG)滴眼组。对小鼠进行平行机械角膜上皮损伤后,于同一时间定时对各分组进行滴眼治疗。于特定时间对小鼠角膜上皮情况进行检测。测量角膜上皮敏感度;荧光素钠染色检查角膜修复程度;探索角膜神经修复情况;利用免疫蛋白印迹法(Western Blot,WB)对小鼠角膜以及三叉神经中的HMGB1和受体蛋白的表达进行检测与分析;利用小鼠酶联免疫反应试剂盒对小鼠角膜以及三叉神经中的IL-6和IL-1β等炎症因子进行检测与分析。3.使用链脲佐菌素(Streptozocin,STZ)造糖尿病模型(Ⅰ型)。测量小鼠血糖浓度,对成模糖尿病小鼠进行分组分别为PBS滴眼组、黄藤素溶液滴眼组、甘4.草酸二钾辅料滴眼组、甘草酸二钾-黄藤素物料混合物滴眼组以及甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼组。对糖尿病小鼠进行平行机械角膜上皮损伤后,于同一时间定时对各分组进行滴眼治疗。于特定时间对糖尿病小鼠角膜上皮情况进行监测。测量角膜上皮敏感度;荧光素钠染色检查角膜修复程度;探索角膜神经修复情况;利用WB对糖尿病小鼠角膜以及三叉神经中的HMGB1和受体蛋白的表达进行检测与分析;利用ELISA试剂盒对糖尿病小鼠角膜以及三叉神经中的IL-6和IL-1β等炎症因子进行检测与分析。结果:1.甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼液最终确定药辅比为1:15,液体澄清透亮,呈淡黄色。滴眼液包封率为99.007±0.15%;眼表安全性评分与病理结果显示眼部的刺激性极低,安全性高;与药物溶液相比增强药物眼部吸收。2.甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼组与PBS滴眼组、黄藤素溶液滴眼组、甘草酸二钾辅料滴眼组、甘草酸二钾-黄藤素物料混合物滴眼组相比可以在规定时间有效恢复角膜上皮损伤后小鼠角膜敏感度;有效促进损伤后小鼠角膜神经修复;Western Blot结果显示甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼组小鼠角膜和三叉HMGB1蛋白和RAGE蛋白表达量低,有效抑制HMGB1蛋白和RAGE蛋白的表达;ELISA试剂盒结果显示甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼组小鼠角膜和三叉炎症因子表达均低于其他组。3.甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼组与PBS滴眼组、黄藤素溶液滴眼组、甘草酸二钾辅料滴眼组、甘草酸二钾-黄藤素物料混合物滴眼组相比可以在规定时间更快更明显的促进损伤后成模小鼠角膜上皮生长;有效促进损伤后成模小鼠角膜神经恢复;Western Blot结果显示甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼组糖尿病小鼠角膜和三叉HMGB1蛋白和RAGE蛋白表达量低,有效抑制HMGB1蛋白和RAGE蛋白的表达;ELISA试剂盒结果显示甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼组糖尿病小鼠角膜和三叉炎症因子表达均低于其他组。结论:甘草酸二钾-黄藤素纳米胶束滴眼液安全性高,能有效提高难溶性药物黄藤素的眼部吸收性,提高黄藤素药理作用有效性和利用率;对于正常小鼠和糖尿病模型小鼠,均可提高角膜上皮缺损修复速度,促进角膜神经修复和角膜敏感程度地恢复;HMGB1通路是小鼠角膜上皮损伤关键通路,抑制HMGB1蛋白及受体表达是防治角膜上皮损伤的关键,构建此纳米胶束可有效调控此通路进而有效防治小鼠角膜上皮损伤。
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