ZIF-8封装双氢青蒿素(DHA)的纳米递送系统在实验性脑疟疾治疗中的高效保护作用及机制研究

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Microbiology Spectrum 3.7

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  这篇研究通过构建ZIF-8封装双氢青蒿素(DHA@ZIF-8)的纳米递送系统,解决了DHA半衰期短、靶向性差等临床难题。实验表明,DHA@ZIF-8显著提升药物负载能力,延长释放时间,并靶向清除感染红细胞(iRBCs)内疟原虫,减轻脑微血管内皮细胞(BMECs)损伤,提高感染小鼠生存率。该研究为人类脑型疟疾(HCM)治疗提供了新型纳米递送策略。

  

ABSTRACT
脑型疟疾(CM)是疟疾致死的主要原因,现有治疗面临耐药性和药物选择性不足的挑战。双氢青蒿素(DHA)虽为首选药物,但存在溶解度低、半衰期短等缺陷。本研究创新性地利用沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)封装DHA,构建DHA@ZIF-8纳米颗粒,通过实验性脑疟疾模型验证其疗效。结果显示,DHA@ZIF-8具有高载药量、缓释特性和精准靶向性,显著降低寄生虫负荷并保护器官功能,为抗疟治疗提供新思路。

INTRODUCTION
CM由恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)引发,常伴随严重神经系统后遗症。DHA因快速代谢和脱靶毒性限制其应用。纳米载体如金属有机框架(MOFs)因其高孔隙率和pH响应性成为理想递送平台。ZIF-8由Zn2+
与2-甲基咪唑配位形成,兼具稳定性和酸性环境降解特性,是DHA的理想载体。

MATERIALS AND METHODS
DHA@ZIF-8的制备与表征
通过溶剂法合成DHA@ZIF-8,扫描电镜(SEM)显示其粒径为100-150 nm,透射电镜(TEM)证实晶体结构完整。动态光散射(DLS)检测Zeta电位为正值,载药后电位略增,表明DHA成功负载。

体外溶血分析
低浓度DHA@ZIF-8(0.027 mg/mL)溶血率仅2.10%,高浓度(0.54 mg/mL)为3.84%,远低于安全阈值(5%),证实其血液相容性。

动物实验
C57BL/6N小鼠感染伯氏疟原虫ANKA株(PbA)后分为四组:PbA对照组、DHA组、DHA@MOF组和DHA@ZIF-8组。治疗组从感染后第3天(dpi)连续给药5天,监测体重、神经评分(RMCBS)、寄生虫血症和生存率。

RESULTS
药效学评价
DHA@ZIF-8组小鼠体重下降延缓,RMCBS评分显著高于其他组(P < 0.05)。8 dpi时,其寄生虫血症较DHA组降低52%(P = 0.002),生存率提高至80%(P = 0.003)。

器官保护作用

  • 脑部:Evans蓝实验显示DHA@ZIF-8组血脑屏障(BBB)渗漏最少,脑组织病理显示iRBCs和炎症细胞黏附显著减少。
  • 肝脏:肝小叶结构完整,血红蛋白降解产物(hemozoin)沉积量较DHA组减少37%(P = 0.023)。
  • 脾脏:红髓(RePu)面积缩小,白髓(WhPu)结构保留,hemozoin减少41%(P = 0.013)。

DISCUSSION
DHA@ZIF-8通过ZIF-8的pH响应性在感染部位精准释放药物,其Zn2+
框架避免了Fe基MOF的氧化应激毒性。未来需通过RNA测序(RNA-seq)进一步阐明其分子机制,并探索脑微血管内皮细胞膜包覆以增强靶向性。

结论
DHA@ZIF-8作为安全高效的纳米递送系统,为CM治疗提供了突破性策略,其设计思路可拓展至其他感染性疾病领域。

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