乳铁蛋白偶联虾青素脂质体:帕金森病治疗的新希望

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  帕金森病(PD)是常见的神经退行性疾病,现有疗法无法根治。研究人员开展了以乳铁蛋白偶联虾青素脂质体(Lf-ASX-LPs)治疗 PD 的研究。结果显示,Lf-ASX-LPs 可改善运动功能、减轻神经元损伤等。这为 PD 治疗提供了新策略,具有重要意义。

  帕金森病,这一神经退行性疾病,正如同隐藏在人体神经系统中的 “暗箭”,悄无声息地侵蚀着患者的健康。目前全球超 1000 万人受其困扰,它会导致患者出现运动障碍,如运动迟缓、震颤等,严重降低生活质量。尽管现有的药物能缓解症状,但无法阻止疾病进展,更无法根治。在帕金森病的发病机制中,多种因素相互作用,其中氧化应激、神经炎症起着关键作用,它们就像 “帮凶”,加速了多巴胺能神经元的退化。
虾青素(ASX)作为一种抗氧化和抗炎剂,本可成为对抗帕金森病的 “利器”,然而它却有着溶解度低、稳定性差的 “短板”,这使得其治疗效果大打折扣。在此背景下,来自韩国庆熙大学药学院和岭南大学药学院的研究人员决定开展一项研究,旨在通过制备乳铁蛋白偶联虾青素脂质体(Lf-ASX-LPs),改善虾青素的性能,探索其对帕金森病的治疗效果。

这项研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上,为帕金森病的治疗带来了新的曙光。

研究人员为开展此项研究,主要运用了以下关键技术方法:首先,采用薄膜水化法制备脂质体(LPs),并通过硫醇 - 马来酰亚胺偶联反应将乳铁蛋白(Lf)连接到脂质体表面;其次,利用动态光散射、激光多普勒电泳等技术对脂质体的粒径、多分散指数(PDI)、zeta 电位等进行表征;然后,通过体外细胞实验和体内动物实验,评估 Lf-ASX-LPs 的细胞摄取、抗氧化、抗炎以及神经保护等作用 。在动物实验中,使用了 7 周龄 BALB/c 裸鼠和 8 周龄 C57BL/6 小鼠。

研究结果如下:

  1. Lf-ASX-LPs 的成功制备:优化了 ASX 与脂质的比例、脂质组成等条件,成功制备出 Lf-ASX-LPs。其包封率高达 97.6%,粒径为 109.8±1.1nm,PDI 为 0.18±0.01,zeta 电位为 - 9.5±1.1mV,且具有良好的稳定性。
  2. 无细胞毒性:MTT 实验表明,在 8mg/mL 脂质和 18μM ASX 浓度下,SH-SY5Y、BV-2 和人脑血管内皮细胞(HBMECs)的活力与对照组相比无显著差异,证实了该脂质体无细胞毒性。
  3. Lf 增强 BBB 穿透和细胞摄取:Transwell 实验显示,Lf 偶联促进了脂质体穿透内皮层,并增强了 SH-SY5Y 细胞对脂质体的摄取,孵育 24h 后,Lf-OG488-LP 处理的细胞荧光强度比未偶联 Lf 的脂质体高 16.7 倍。
  4. 细胞保护活性:在 MPP?诱导的细胞毒性实验中,Lf-ASX-LPs 使细胞损失减少 20.1%,显著高于 ASX-LPs(13.5%),表明其对 MPP?诱导的细胞毒性具有更强的保护作用。
  5. 细胞内抗氧化活性:DCFH-DA 荧光探针检测结果显示,Lf-ASX-LPs 预处理使细胞内活性氧(ROS)水平降低 30.0% ,与对照组无显著差异,展现出强大的抗氧化能力。
  6. 改善线粒体膜电位(MMP):JC-1 荧光探针实验表明,MPP?导致 MMP 下降 41.4%,而 Lf-ASX-LPs 预处理使 MMP 水平增加 40.1%,有效改善了 MPP?诱导的 MMP 降低。
  7. 降低细胞外 NO 水平:Griess 实验间接测量细胞外 NO 水平,发现 Lf-ASX-LPs 处理组的亚硝酸盐浓度比脂多糖(LPS)处理组降低约 32%,能最有效地降低 NO 水平。
  8. 增强 Lf 偶联脂质体向大脑的穿透:通过裸鼠体内成像和生物分布研究,发现 Lf-Cy5.5-LPs 在小鼠大脑中的积累高于游离 Cy5.5 或 Cy5.5-LPs,证实 Lf 偶联促进了脂质体穿透血脑屏障。
  9. 改善 MPTP 诱导的 PD 模型中的行为障碍:在多种行为学测试中,如圆柱体测试、光束行走测试等,Lf-ASX-LPs 剂量依赖性地改善了 MPTP 诱导的小鼠运动功能障碍和探索活动受损。
  10. 减轻 MPTP 诱导的 DA 减少:高效液相色谱(HPLC)分析显示,Lf-ASX-LPs 剂量依赖性地恢复了 MPTP 诱导的纹状体中多巴胺(DA)和 3,4 - 二羟基苯乙酸(DOPAC)水平的降低,效果优于游离 ASX。
  11. 减轻 MPTP 诱导的多巴胺能神经元损伤:免疫组化染色(IHC)结果表明,Lf-ASX-LPs 显著减轻了 MPTP 诱导的纹状体和黑质中多巴胺能神经元的损失,保护效果优于游离 ASX。
  12. 抗神经炎症作用:通过 IHC 和蛋白质免疫印迹(Western blot)分析,发现 Lf-ASX-LPs 显著减轻了 MPTP 诱导的胶质细胞激活和促炎细胞因子(IL-1β 和 TNF-α)的释放,且效果比游离 ASX 更显著。

研究结论和讨论部分指出,Lf-ASX-LPs 成功改善了虾青素的水溶性和稳定性,增强了其抗炎能力。Lf 功能化提高了脂质体穿透血脑屏障的能力,通过抗神经炎症机制改善了运动功能障碍和多巴胺能神经元变性。这一研究结果为帕金森病的治疗提供了一种新的潜在策略,支持了虾青素作为抗帕金森病药物的应用,也凸显了脂质体修饰和 Lf 偶联在提高药物安全性和有效性方面的潜力。不过,研究也存在一些局限性,如未直接评估大脑中 ASX 的浓度,未来还需在其他帕金森病动物模型中进一步研究,并仔细评估该制剂的潜在毒性,以推动其临床转化 。总之,这项研究为帕金森病的治疗开辟了新的方向,具有重要的理论和实践意义,有望为众多帕金森病患者带来新的希望。
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