载加兰他敏PLGA纳米颗粒通过减轻氧化应激和炎症促进脊髓损伤修复

《Scientific Reports》：Galantamine-loaded PLGA nanoparticles reduce oxidative stress and inflammation in a rat model of spinal cord injury

本研究针对脊髓损伤后氧化应激和炎症反应导致继发性损伤这一难题，开发了电喷雾法制备的载加兰他敏PLGA纳米颗粒。实验证明该纳米颗粒能持续释放药物35天，在大鼠脊髓挫伤模型中显著改善运动功能，降低IL-1β水平和活性氧产生，抑制星形胶质细胞活化。该研究为脊髓损伤的靶向治疗提供了新策略。

　　

当脊髓受到严重损伤时，不仅会造成直接的机械性损伤，还会引发一系列复杂的继发性损伤过程，其中氧化应激和炎症反应被认为是导致神经细胞死亡和功能障碍的关键因素。尽管科学家们已经认识到控制这些病理过程的重要性，但传统的全身给药方式存在药物靶向性差、生物利用度低等问题，严重限制了治疗效果。

加兰他敏作为一种乙酰胆碱酯酶抑制剂，已被证明具有神经保护、抗炎和抗氧化作用，在阿尔茨海默病等神经系统疾病中显示出治疗潜力。然而，其在脊髓损伤治疗中的应用却面临挑战——通过腹腔注射等全身给药方式，加兰他敏在血液中快速清除，难以在损伤部位维持有效浓度，且频繁给药会增加外周胆碱能副作用的风险。

为了解决这一难题，来自巴西联邦大学的研究团队尝试利用纳米技术开发一种新型药物递送系统。他们选择聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）作为载体材料，这种生物可降解聚合物已被美国FDA批准用于临床，具有良好的生物相容性和可控的降解特性。通过电喷雾技术，研究人员成功将加兰他敏封装到PLGA纳米颗粒中，旨在实现药物的局部缓释，提高治疗效果的同时减少副作用。

研究人员采用电喷雾技术制备纳米颗粒，通过扫描电镜和动态光散射分析颗粒形态特征，使用高效液相色谱-质谱联用技术测定药物释放动力学。建立大鼠脊髓挫伤模型后，分别给予不同处理并通过BBB评分系统评估运动功能恢复。采用酶联免疫吸附测定检测炎症因子水平，通过流式细胞术分析神经细胞标志物表达，利用组织化学染色评估病变范围。

颗粒表征：电喷雾成功制备出球形至双凹形、表面光滑的纳米颗粒。载药后颗粒直径从微米级（3247.58 nm）显著减小至纳米级（568.27 nm），更有利于细胞摄取和血脑屏障穿透。Zeta电位为-23.59 mV，表明颗粒体系稳定性良好。药物包封效率达12.87%，释放实验显示药物可持续释放35天，符合脊髓损伤继发性损伤的时间窗特点。

运动功能恢复：BBB评分结果显示，损伤后42天，仅载药纳米颗粒（PG）治疗组大鼠后肢运动功能得到显著改善（评分11.5±1.9），明显优于损伤对照组（7.25±1.2）。单纯加兰他敏溶液和空白PLGA颗粒处理组未见明显效果，表明纳米载体对药效发挥至关重要。

氧化应激指标：损伤后3天，PG治疗显著降低活性氧（ROS）水平；42天后，单纯加兰他敏和PG均显示抗氧化效果。PG在损伤早期（3天）即能降低脂质过氧化水平，而加兰他敏单独使用仅在后期（42天）显示抗氧化作用。这种时间差异提示PLGA载体可能通过免疫调节机制增强早期抗氧化效果。

炎症因子变化：PG治疗能持续抑制IL-1β水平，在损伤后3天和42天均显示显著效果，而单纯加兰他敏和空白PLGA均无此作用。IL-6水平变化模式异常，可能与技术因素有关，但空白PLGA颗粒本身显示一定的IL-6抑制能力，提示颗粒材料具有内在免疫调节特性。

组织学分析：HE染色显示各组病变面积无显著差异，表明治疗效果主要体现功能改善而非组织结构的完全恢复。

神经再生与胶质细胞变化：免疫组化显示PG组病变边缘神经丝蛋白M（NF-M）表达增加，但流式细胞术定量分析未发现NF-M、BIII-微管蛋白（Tuj1）和少突胶质细胞标志物O4的组间差异。值得注意的是，PLGA和PG治疗均显著降低胶质纤维酸性蛋白（GFAP）表达，表明星形胶质细胞活化受到抑制。

本研究证实载加兰他敏PLGA纳米颗粒能有效改善脊髓损伤后的运动功能恢复，其作用机制主要与持续抑制IL-1β炎症反应和减轻氧化应激有关，而非直接促进神经再生。PLGA载体本身贡献的免疫调节作用与加兰他敏的神经保护特性产生协同效应。该研究为脊髓损伤的联合治疗策略提供了新思路，即通过纳米技术实现多靶点调控，针对继发性损伤的复杂病理过程进行干预。未来研究需进一步优化制剂工艺，提高包封效率，并探索更符合临床需求的给药方案。