目的 构建了一种针对炎症微环境的结肠靶向-酶敏感纳米给药系统以解决雷公藤红素的递送难题.方法 合成透明质酸-金刚烷甲酸(hyaluronic acid-adamantanecarboxylic acid,HA-AD)聚合物,通过1 H-NMR进行结构确认.采用透析法制备装载雷公藤红素(celastrol,Cel)的纳米粒(Cel/NPs),以包封率为指标,通过单因素考察和Box-Behnken设计-响应面法试验优化改善处方,并测定纳米粒的粒径分布、ζ电位、形态、稳定性、酶敏感性、药物包封率和载药量;采用透析袋法考察纳米粒的体外释放行为;激光共聚焦显微镜和流式细胞仪分析NCM460细胞对药物的摄取情况;建立急性溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)小鼠模型,对比研究free Cel和Cel/NPs的体内抗UC作用.结果 最佳制备工艺为Cel 2.04 mg、环糊精 27.19 mg、HA-AD 7.96 mg、DMSO3.0mL、纯水(reverses osmosis,RO)10 mL、搅拌时间 2h.所得纳米粒为光滑圆整球形,平均粒径为(152.37±1.42)nm,多分散指数(polydispersity index,PDI)为 0.262±0.009,ζ电位为(-32.1±0.8)mV,Cel包封率和载药量分别为(94.18±2.36)％、(5.17±0.13)％,递药体系具有较好的储存稳定性和胃肠道稳定性,但在结肠微环境α-淀粉酶的刺激下,可使环糊精迅速解体,从而瓦解Cel/NPs,快速释放Cel;Cel/NPs增加了 NCM460细胞对药物的摄取.体内抗UC结果显示Cel/NPs可以显著改善UC,降低小鼠疾病活动指数评分,恢复小鼠结肠组织状态,增加结肠长度,降低脾脏质量,恢复结肠黏膜上皮完整性.结论 所制备Cel/NPs有利于雷公藤红素抗UC靶向递送,显著改善UC,为结肠病变部位药物靶向递送提供新思路.

9α-羟基雄甾-4-烯-3,17二酮(9α-OH-AD)是重要的甾体药物中间体,多用于生产糖皮质激素类药物.通过微生物法转化植物甾醇生成9α-OH-AD,将为工业化生产提供极大便利.从榨油厂油菜花田等多处土壤中筛选出1株高效转化植物甾醇为9α-OH-AD的菌株,根据16S rDNA序列比对并结合菌株的形态特征、生理生化特征分析,鉴定其为分枝杆菌属,并将其命名为Mycobacterium sp.LY-1.该菌在往复式摇床中培养,当培养条件为温度30℃、转速120 r/min、转化时间7d、底物添加浓度为5 g/L时,9α-OH-AD产物得率达到16.2％.为解决底物植物甾醇在水中溶解性较差的问题,考察了助溶剂(吐温80、β-环糊精)对植物甾醇转化产甾药中间体9α-OH-AD效率的影响.经过筛选,最终确定最适助溶剂为0.1％的吐温80.在此条件下,当底物投料浓度为15 g/L时,9α-OH-AD的浓度达到3.9 g/L,产物摩尔得率提高至35.1％.本研究表明菌株LY-1转化效率好,可为后续的代谢工程改造提供便利并为后期用于工业化生产奠定基础.

目的:通过α-环糊精(α-CD)与聚乙二醇-聚己内酯两亲性嵌段聚合物(MPEG5000-PCL5000)的自组装制备超分子水凝胶,并研究其作为疏水性抗肿瘤药物载体的可行性.方法:以紫杉醇(PTX)作为疏水性抗肿瘤药物研究对象,利用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征载药水凝胶的结构,利用流变表征研究到链上环糊精的数量对其凝胶化时间、最终强度、溶涨率和降解速率的影响.结果:研究发现, PTX首先与MPEG5000-PCL5000形成稳定的复合物胶束,然后通过与α-CD的主客体作用将PTX原位包埋于凝胶中.体外释放实验表明,超分子水凝胶对药物分子的释放可以通过改变α-CD的数量进行调控.体外细胞实验证实,超分子水凝胶释放出的PTX有效抑制肿瘤细胞生长.结论:成功制备了负载抗肿瘤药物PTX的超分子水凝胶,其主要通过MPEG5000-PCL5000与α-CD的主客体相互作用.

目的 通过构建中空介孔氧化硅纳米微球(hollow mesoporous silica nanoparticles,HMSNs)以持续、有效、智能地控制载乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)的释放,治疗金属内植物引起的体内金属离子异常增高.方法 制备对H+敏感的葫芦脲-HMSNs-EDTA:构建含有α-环糊精功能基团的HMSNs,通过葫芦脲末端的HS基团与α-环糊精的HS基团形成双二硫键作为“开关”.葫芦脲与α-环糊精通过二硫键相连构成阀门系统,就可以封堵二氧化硅孔道从而封闭EDTA.通过膝关节腔注射铬钴钼(CoCrMo)纳米微粒悬液构建体内铬、钴离子升高的大鼠模型.将大鼠模型随机分为3组:经腹腔注射生理盐水(对照组);经腹腔注射传统的“阀门系统”的药物缓释体(IgG-HMSNs-EDTA组);经腹腔注射H+敏感葫芦脲-HMSNs-EDTA缓释体(智能缓释系统组).在此过程中继续注射纳米颗粒悬液,观察大鼠血清铬、钴离子浓度的变化.结果 EDTA的释放曲线中H+浓度分组:2mmol/L＞1 mmol/L＞ 0.5 mmol/L＞ 0.1 mmol/L,H+浓度越高,药物释放越快,表明感受器确实随着H+浓度的变化来控制阀门;与安装传统阀门的缓释体相比,新型的智能缓释体中EDTA的释放更平缓,新型10周时EDTA残余百分比为82.04％,传统为49.78％.20周内,对照组由于未用EDTA治疗,金属离子浓度会持续、缓慢地升高,铬离子(1.08±0.07) μg/L,钴离子(41.14±0.79) μg/L;传统阀门组在8周内,金属离子迅速减少,并一度低于大鼠体内的正常值.随后,由于EDTA释放完毕,金属离子仍会出现异常增高,铬离子(0.61±0.52) μg/L,钴离子(28.72±16.93) μg/L.智能缓释系统组铬离子(0.65±0.13)μg/L,钴离子(29.68±3.24) μg/L,则更能有效、持续、精确地控制体内铬、钴离子的异常变化,差异具有统计学意义.结论 根据二硫键随H+浓度变化可发生断裂或重建的原理,应用葫芦脲-HMSNs-EDTA智能微球缓释系统来治疗金属内植物引起的铬、钴离子增高的患者,将更加精准、更加智能地控制药物的释放.

目的 研究纳米材料缩醛化环糊精(acetalatedα-cyclodextrin,Ac-αCD)包装的Rab5a siRNA对肺微血管内皮细胞(Pulmonary Microvascular Endothelial cells,PMECs)β肾上腺素受体(β-Adrenergic Receptor,β-AR)的调控作用.方法 设计合成5'端标记FITC的Rab5a siRNA序列,并由Ac-αCD组装成Ac-αCD-Rab5a siRNA的纳米颗粒处理大鼠肺微血管内皮细胞24h,同时用常规细胞转染试剂进行Rab5a siRNA转染细胞24h,激光共聚焦显微镜下比较细胞对Rab5a siRNA的摄取情况;分别利用RT-PCR、Western blotting检测Ac-αCD-Rab5a siRNA处理细胞0h、24h、48h后Rab5a的mR-NA和蛋白表达;利用放射性配体结合受体试验检测Ac-αCD-NC siRNA组和Ac-αCD-Rab5a siRNA处理细胞48h后细胞表面β-AR表达情况;转染GFP标记的β2-AR质粒至内皮细胞,激光共聚焦显微镜下观察纳米系统对β2-AR细胞内定位的作用.结果 纳米颗粒Ac-αCD-Rab5a siRNA可被细胞有效摄取,细胞内可见大量呈颗粒状均匀分布的绿色荧光颗粒;Ac-αCD-Rab5a siRNA可显著下调目的基因mRNA和蛋白表达水平;Ac-αCD-Rab5a siRNA可增加细胞膜表面β-AR表达;Ac-αCD-Rab5a siRNA可使β2-AR在细胞内定位发生改变.结论 纳米材料Ac-αCD包装的Rab5a siRNA能被PMECs有效摄取,从而调控β-AR在细胞膜表面的表达和细胞内的定位.

目的 基于活性响应性材料,采用仿生策略构建具有炎症响应性功能、抗动脉粥样硬化作用的仿高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)纳米药物.方法 通过化学键合的方式将对羟甲基苯硼酸频那醇酯(phenylboronic acid pinacol ester,PBAP)与β-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)反应,合成具有氧化敏感性的材料OXbCD.采用自组装纳米沉淀法和共挤出法制备仿HDL纳米粒(HDL-mimetic nanoparticles,mHDL NP)并通过红外光谱、核磁、电镜等方法对材料及纳米粒进行表征.选用RAW264.7细胞系进行细胞实验,利用流式细胞仪和激光共聚焦考察细胞对纳米粒吞噬作用,并通过ELISA测定细胞培养上清炎症因子TNF-α和MCP-1,评价纳米粒对细胞产生炎症因子的影响;选用DCFH-DA活性氧探针检测纳米粒对细胞活性氧产生水平的改变;并通过多种方法评价纳米粒对细胞胆固醇外排和泡沫细胞形成的影响.结果 光谱学分析表明约5个PBAP键合于每个β-CD分子;电镜和粒径分布结果表明所制备的纳米粒为规则类球形,粒径分布均匀,平均粒径约200 nm.细胞实验证明RAW264.7细胞对纳米粒的吞噬具有时间和剂量依赖性,且能显著抑制炎症因素刺激下细胞炎症因子的分泌和活性氧的产生(P＜0.05),具有明显的抗炎和抗氧化作用;mHDL NP能明显促进细胞胆固醇外排(P＜0.05),且细胞外排率与细胞和mHDL NP孵育的时间以及mHDL NP的浓度具有相关性;mHDL NP亦能显著抑制巨噬细胞泡沫化的进程.结论 基于活性氧响应性材料OXbCD成功合成mHDL NP,该NP同时具有抗氧化和胆固醇逆转运的作用,并在细胞水平证明该纳米粒具有抗动脉粥样硬化的能力.

目的 制备姜黄素水凝胶并评价其对牙周炎大鼠的治疗效果.方法 以姜黄素为主药,羟丙基-β-环糊精(hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HP-β-CD)为吸收促进剂,泊洛沙姆为凝胶基质,制备一种新型牙周袋内注射用姜黄素水凝胶,并评价其黏度随温度变化关系.建立大鼠牙周炎模型,以牙龈指数、出血指数、探诊出血、探诊深度、牙槽骨吸收情况、病理切片、前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)及肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)为指标评价姜黄素水凝胶治疗牙周炎的效果.结果 姜黄素水凝胶37℃黏度适于局部给药.牙周炎大鼠经姜黄素水凝胶治疗后,牙周组织炎症程度及牙周破坏程度比模型组和空白凝胶组减轻,牙周附着水平显著降低(P＜0.01),牙龈组织中PGE2、TNF-α水平显著降低(P＜0.01).结论 姜黄素水凝胶治疗大鼠牙周炎疗效明显,有望成为一种新型牙周炎治疗制剂.

γ-环糊精(γ-cyclodextrin,γ-CD)是环糊精糖基转移酶作用于淀粉、糖原、麦芽、寡聚糖等葡萄糖聚合物后形成的,由 8 个 D-吡喃葡萄糖基以 α-1,4-糖苷键首尾连接成的环形低聚糖[1].由于极性羟基基团存在,环糊精具有内疏水外亲水的特性,可通过氢键、疏水作用等分子间作用力与多种有机化合物形成包合物,以此增加包合物的稳定性,改变包合物的溶解度、释放速度、气味等理化性质,因此 γ-环糊精广泛应用于食品及医药等领域[2-4].但是 γ-环糊精生产过程中环糊精糖基转移酶主要从软腐芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌等微生物中获得,其生物安全性备受关注,特别是外源 DNA 残留量的检测尤为重要[5].

目的 考察D-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯(D-α-to-copherol polyethylene glycol 1000 succinate,TPGS)修饰的载精氨酸脱亚胺酶(arginine deiminase,ADI)环糊精脂质纳米粒(TPGS-modified ADI cyclodextrin lipid nanoparticles,ACLN)的酶活性特性和药动力学特点.方法 二乙酰一肟-氨基硫脲比色法测定ADI酶活性,双倒数作图法测定酶米氏常数.测定大鼠静脉给药后血浆中酶活性,绘制时间-酶活性曲线,采用DAS 2.1.1软件分析药代动力学数据.结果 ADI和ACLN的酶催化反应的最适温度均为37℃,最适pH均为6.5,Km值分别为0.87、0.74 mmol·L-1,Vmax值分别为53.28、62.50μmol·L-1·min-1,ACLN的Vmax为ADI的1.17倍.分析得ACLN的AUC(0-168 h)、MRT(0-168 h)、Cmax、Tmax分别为游离酶ADI的3.81、2.69、1.59、3.00倍,ACLN的相对生物利用度为381.42％.结论 ACLN明显提高了ADI的酶活性和在大鼠体内的生物利用度.

环糊精包封挥发油形成包合物是提高其稳定性和生物利用度的有效策略.本研究为了实现对多组分成分的包合过程进一步的理解,研究采用相同分子量的客体分子α-蒎烯、月桂烯和3-蒈烯与β-环糊精通过冷冻干燥形成包合物.研究设计了一个含有28次试验的单纯型格子混料实验,并通过统计学分析包合行为,由近红外光谱定量的模型.此外,利用分子对接技术获得包合物的最优构象并阐明包合行为.结果 表明客体分子间的空间结构和占比是影响包封效率的关键因素;二阶导数法预处理法构建近红外模型,从而实现客体分子在包合物中的快速、无损的含量检测.总之,β-环糊精包封客体分子具有差异化,近红外光谱可以作为一种快速和无损的检测方法用于定量分析包合物的含量.