仙人掌活性成分及其银纳米颗粒的抗炎抗动脉粥样硬化作用:细胞因子与趋化因子的调控机制

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Future Journal of Pharmaceutical Sciences 3.4

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  本研究针对动脉粥样硬化(Atherosclerosis)这一全球高致死率疾病的炎症机制,探索了仙人掌衍生成分Opuntiol(OP)、Opuntioside-I(OPG)及其银纳米颗粒(OP-Ag)的干预潜力。通过zymosan诱导的腹膜炎小鼠模型和ox-LDL(氧化低密度脂蛋白)体外实验,研究人员发现这些天然化合物能显著抑制关键炎症因子(IL-1β、TNF-α、NF-κB)和趋化因子(MCP-1、KC)的表达,并减少泡沫细胞形成。该研究为开发靶向TLRs(Toll样受体)信号通路的新型抗动脉粥样硬化药物提供了实验依据,尤其凸显了纳米载药系统在提升疗效和降低剂量方面的优势。

  

动脉粥样硬化作为全球头号致死病因,其核心发病机制与慢性炎症反应密切相关。当免疫系统失衡时,氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)在血管内膜沉积,通过激活Toll样受体(TLRs)触发级联反应,促使单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)大量释放,招募巨噬细胞转化为泡沫细胞,最终形成动脉斑块。尽管他汀类药物是当前临床主流选择,但其肌病、血糖异常等副作用限制了长期应用。面对这一挑战,来自巴基斯坦卡拉奇Dow健康科学大学的研究团队将目光投向了传统药用植物——仙人掌(Opuntia dillenii),其活性成分OP和OPG此前已被证实具有抗炎潜力,但对抗动脉粥样硬化的机制尚未阐明。

研究团队采用zymosan诱导的小鼠腹膜炎模型模拟急性炎症反应,结合ox-LDL刺激的RAW264.7巨噬细胞泡沫化实验,通过qRT-PCR、ELISA和油红O染色等技术,系统评估了OP、OPG及其银纳米颗粒(OP-Ag)对炎症通路关键节点的调控作用。

主要技术方法

  1. 体内模型:采用zymosan腹腔注射诱导小鼠急性炎症,检测腹膜液中IL-1β、TNF-α等细胞因子水平;
  2. 体外实验:用CuSO4氧化LDL构建泡沫细胞模型,通过油红O染色观察脂质沉积;
  3. 分子检测:qRT-PCR分析mRNA表达,ELISA定量NF-κB磷酸化水平;
  4. 纳米制剂:通过NaBH4还原法合成OP-Ag,紫外光谱和zeta电位表征其稳定性。

研究结果

  1. 急性毒性验证:OP和OPG(500 mg/kg)及OP-Ag(25 mg/kg)均未引起小鼠肝肾功能异常,证实安全性;
  2. 炎症因子抑制:OP(20 mg/kg)使IL-1β降低89.7%,OPG对TNF-α的抑制率达86%,而OP-Ag(3 mg/kg)展现等效效应但剂量仅为OP的1/7;
  3. 泡沫细胞干预:OPG(20 μg/mL)显著减少ox-LDL诱导的脂滴积累,效果与他汀类药物相当;
  4. 信号通路调控:OP-Ag使NF-κB磷酸化水平降低73%,提示其通过阻断TLRs/NF-κB轴发挥作用。

结论与意义
该研究首次揭示仙人掌活性成分通过双重机制对抗动脉粥样硬化:既抑制MCP-1介导的单核细胞迁移,又阻断NF-κB依赖的炎症因子释放。特别值得注意的是,OP-Ag纳米颗粒以极低剂量(3 μg/mL)实现与传统制剂(20 μg/mL OP)相当的疗效,这为开发高效低毒的纳米药物提供了范式。论文发表于《Future Journal of Pharmaceutical Sciences》,不仅为天然药物现代化研究树立了标杆,更为心血管疾病防治策略开辟了新路径——将植物化学、纳米技术与免疫调控理论深度融合,有望解决现有抗炎药物靶向性不足的临床痛点。

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