减轻脑缺血/再灌注损伤的ANG-PEG-2ME2胶束和诱导免疫耐受的PEG-RAPA胶束的制备与体外评价

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuce121566
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聚合物-药物轭合物胶束(Polymer-drug conjugated micelles,PDCM)是指由聚合物与药物形成的两亲性聚合物-药物轭合物,在水溶液中自组装形成的纳米级递药系统。PDCM作为疏水性药物的载体具有许多优点,包括可以提高疏水性药物的溶解度和稳定性,提高载药量,延长体内循环时间,增加细胞摄取,提高药物的治疗效果等。与药物以传统物理包覆形式存在的纳米递药系统相比,PDCM由于聚合物与药物的连接键断裂需要一定的时间和条件,故该载药胶束体系可以避免药物早期突释,实现药物持续缓慢释放或刺激响应性控制释放。并且,各种含有官能团的聚合物也可以用来制备功能化PDCM,提高主动靶向性,实现药物在靶部位的聚集。聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)是一种已通过美国FDA批准可以应用于临床的聚合物,具有强亲水性、极好的生物相容性等优点而被广泛应用。化学上,通过化学反应将治疗药物分子与一个或多个PEG分子连接形成PEG-药物轭合物的技术也称为PEG化技术。本论文以2-甲氧基雌二醇(2-Methoxyestradiol,2ME2)和雷帕霉素(Rapamycin,RAPA)为模型药物,PEG为亲水性聚合物材料,构建并评价了两种PDCM递药系统。本论文第一部分构建负载疏水性药物2ME2的PEG化2ME2胶束,并对其在减轻脑缺血/再灌注(Ischemia/reperfusion,I/R)损伤作用方面进行评价。缺血性脑卒中是世界范围内致死和致残的主要原因之一,但恢复脑组织血氧供给引起的再灌注会对脑缺血区会造成二次损伤,即脑I/R损伤。脑I/R损伤是一个复杂的病理生理过程,会引起生物能衰竭、胞内离子失衡、Ca2+超载、线粒体功能损伤、氧自由基产生等,最终引起细胞凋亡、自噬、坏死等。2ME2是一种微管和缺氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor 1α,HIF-1α)阻滞剂,可以抑制HIF-1α的过度表达,从而抑制p53信号通路激活及自噬性细胞死亡,是一种具有应用前景的治疗脑I/R损伤的药物。然而,由于2ME2水溶性较差、肝首过效应强、消除半衰期短等原因,导致生物利用度低,限制了其作为神经保护剂的功效。为了增加其治疗指数,我们拟构建负载2ME2的脑靶向胶束(ANG-PEG-2ME2/2ME2),并对其神经保护作用进行评价。首先,我们合成了PEG化2ME2轭合物(m PEG-2ME2)和angiopep-2修饰的PEG化2ME2轭合物(ANG-PEG-2ME2)。然后采用乳化溶剂挥发法制备了普通载药胶束(m PEG-2ME2/2ME2)和angiopep-2修饰的脑靶向载药胶束(ANG-PEG-2ME2/2ME2)。在细胞水平上评价了其主动靶向作用和神经保护作用:(1)采用脑毛细血管内皮细胞(Brain capillary endothelial cells,BCECs)进行细胞摄取实验,结果表明angiopep-2修饰的胶束具有更高的细胞摄取率;(2)采用具有神经元特性的PC12细胞,构建不同损伤严重程度的氧糖剥夺/复糖复氧(Oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)模型,模拟在体脑I/R对细胞造成的损伤。结果表明,对于轻度和中度损伤模型(OGD 0.5 h/R 24 h和OGD 4 h/R 24 h),不同2ME2制剂均能发挥神经保护作用;与游离2ME2相比,其载药胶束显著提高了PC12细胞存活率,抑制了活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的生成和细胞凋亡,可有效减轻OGD/R对PC12细胞造成的损伤。本论文第二部分构建负载疏水性药物RAPA的PEG化RAPA胶束,并对其在诱导免疫耐受作用方面进行评价。近年来,生物药物已成为全球制药行业发展的重要推动力。但生物药物几乎都具有免疫原性,给药后会生成抗药抗体(Antidrug antibodies,ADAs),降低药物的疗效,更严重的会引起过敏反应,与内源性蛋白交叉反应,甚至威胁生命安全。RAPA是一种大环内酯类免疫抑制剂,难溶于水。据报道,负载RAPA的PLGA纳米粒(PLGA/RAPA)能够抑制与其共给药的生物药物的ADAs生成,并且证明其机制是免疫耐受而非免疫抑制。该纳米粒实际上是一种RAPA纳米递释系统,其诱导免疫耐受应与其免疫靶向递送和释药行为有关。为了探究影响RAPA纳米粒诱导免疫耐受作用的因素,我们拟构建与PLGA/RAPA在药物递释上具有差异性的另一种纳米递药输送系统——负载RAPA的PEG化RAPA胶束(m PEG-RAPA/RAPA)。首先,我们利用乳化溶剂挥发法制备了PLGA/RAPA纳米粒和m PEG-RAPA/RAPA胶束,并对两种载药体系的粒径、粒径分布、包封率、载药量等进行表征。体外药物释放实验表明:m PEG-RAPA/RAPA释放更加缓慢和持久。对树突状细胞(Dendritic cells,DCs)表面分子表达水平和分泌细胞因子影响的实验表明:与脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激后的成熟DCs相比,用游离RAPA及其纳米药物递释系统处理后,DCs的表面分子MCHⅡ类分子表达增高、CD40和CD86表达降低,分泌转化生长因子-β1(Transforming growth factor-β1,TGF-β1)增加。这表明RAPA对DCs的免疫功能有抑制作用。但游离RAPA、PLGA/RAPA和m PEG-RAPA/RAPA的功效未见明显的区别,主要原因可能在于细胞摄取纳米粒子和细胞内RAPA释放呈时间依赖性,故在细胞实验中(未对药物处理时间进行考察),纳米粒子的细胞摄取和释药行为特性可能导致对DCs表面分子表达、细胞分子分泌和免疫功能的影响缺乏差异性。
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