口服塞来斯特罗尔胶束形成高密度脂蛋白包膜,靶向肝细胞以治疗非酒精性脂肪肝病
《Advanced Science》:Oral Celastrol Micelles Forming High-Density Lipoprotein Corona Targeting Hepatocytes for MASLD Treatment
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时间:2025年09月25日
来源:Advanced Science 14.1
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代谢综合征相关脂肪性肝病(MASLD)的治疗研究开发了一种新型口服递送系统OPDEA-PCL/CEL,通过靶向HDL蛋白冠显著提升肝靶向效率,有效改善肝脂沉积和炎症,疗效优于游离CEL和现有临床药物辛伐他汀。
在当前全球范围内,代谢功能障碍相关脂肪肝(Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease, MASLD)已成为一个严重的公共卫生问题。MASLD被认为是代谢综合征的一种肝部表现,其特征是肝脏中异常的脂质积累以及脂质代谢失衡,这些变化会导致脂毒性物质的产生,进而引发细胞应激和炎症反应。由于肥胖的普遍增加,MASLD的发病率也持续上升,预计全球约有30%的成年人受到该疾病的影响。因此,寻找一种高效、安全的治疗手段对于改善MASLD患者的健康状况至关重要。
Celastrol(CEL)是一种源自传统中药的天然产物,具有潜在的治疗价值,特别是在肥胖和糖尿病等代谢性疾病的干预中。CEL能够作为瘦素敏感剂,通过调节脂肪细胞和肝脏中的脂质代谢来减少脂肪沉积。然而,CEL在临床应用中面临诸多挑战,例如其高疏水性和低水溶性导致肠道吸收率低、生物利用度差,同时可能引发诸如生殖障碍、心脏毒性、肝脏毒性和造血系统异常等不良反应。为了解决这些问题,研究者尝试将CEL封装到不同的载体中,如聚乙二醇-聚ε-己内酯共聚物(PEG-PCL)或与牛血清白蛋白(BSA)偶联,以提高其生物相容性和靶向性。然而,这些方法在克服肠道吸收障碍和实现高效的肝脏靶向方面仍显不足。
为提高CEL的口服生物利用度并增强其对肝脏的靶向性,研究人员开发了一种新型的微粒载体——由聚[2-(N-氧化-N,N-二乙基氨基)乙基甲基丙烯酸酯](OPDEA)与聚ε-己内酯(PCL)组成的OPDEA-PCL嵌段共聚物。这种微粒载体具有快速穿透黏液层的能力,这是由于其壳层具有蛋白非粘附性和快速跨细胞膜的特性,能够通过与磷脂的结合实现快速的跨细胞运输。在实验中,研究人员发现OPDEA-PCL/CEL微粒能够通过口服途径进入血液系统,并且在肝脏中表现出显著的靶向性,这一特性主要归因于其与高密度脂蛋白(HDL)的相互作用。
HDL是血液中高度丰富的脂蛋白,其主要成分是磷脂和载脂蛋白A1(Apo-A1)。研究发现,OPDEA-PCL/CEL微粒能够通过其壳层的磷脂结合特性,主动吸附HDL,并形成一个HDL蛋白冠,这一结构有助于微粒被肝脏中的Scavenger Receptor B1(SR-B1)识别,从而触发内吞作用。这一过程使得微粒能够有效地将CEL递送至肝脏细胞中,从而显著提高其治疗效果。通过口服方式给药的OPDEA-PCL/CEL微粒不仅能够在肠道中保持稳定,还能够通过门静脉进入肝脏,实现高效的靶向递送。
实验结果显示,OPDEA-PCL/CEL微粒在体内表现出显著的稳定性。通过口服给予OPDEA-PCL/CEL微粒后,其在血液中的浓度能够维持较长时间,并且能够有效地被肝脏细胞摄取。在MASLD小鼠模型中,OPDEA-PCL/CEL微粒的治疗效果远优于自由CEL和PEG-PCL/CEL微粒,甚至优于当前临床使用的降脂药物辛伐他汀(Simvastatin)。具体而言,OPDEA-PCL/CEL微粒能够显著减少肝脏中的脂质沉积,降低炎症反应,并减轻CEL的毒性。此外,与自由CEL相比,OPDEA-PCL/CEL微粒在减少肝脏脂肪沉积方面表现出更高的效率,能够使肝脏脂肪沉积面积减少超过90%。
进一步的研究表明,OPDEA-PCL/CEL微粒的高效靶向性与其独特的结构和功能特性密切相关。首先,OPDEA-PCL微粒能够在肠道中快速穿透黏液层,这是其成功实现高效吸收的关键。其次,其壳层能够选择性地与HDL结合,从而形成一个主动靶向肝脏的蛋白冠。这一蛋白冠不仅提高了微粒在血液中的稳定性,还增强了其对肝脏细胞的识别能力,使CEL能够更有效地在肝脏中发挥作用。此外,OPDEA-PCL微粒的结构使其能够优先与肝脏细胞的线粒体结合,从而增强其在脂质代谢中的调节作用。
在细胞层面,OPDEA-PCL/CEL微粒表现出优于其他载体的摄取效率。通过荧光标记和流式细胞术分析发现,OPDEA-PCL/CEL微粒能够在短时间内被细胞快速内吞,而PEG-PCL/CEL微粒的摄取则相对缓慢。这种快速的细胞摄取能力使得OPDEA-PCL/CEL微粒能够更有效地发挥其治疗作用。同时,OPDEA-PCL/CEL微粒在肝脏中的分布也显示出其具有显著的肝脏靶向性,与自由CEL相比,其在肝脏中的富集程度更高,且能够更长时间地保持其结构完整性。
在临床前研究中,OPDEA-PCL/CEL微粒在MASLD小鼠模型中表现出良好的治疗效果。口服给予OPDEA-PCL/CEL微粒的小鼠在治疗期间体重明显下降,达到22.4%的减少,而自由CEL和PEG-PCL/CEL微粒的体重减少幅度较小,仅为12.5%和14.2%。此外,OPDEA-PCL/CEL微粒在降低肝脏脂肪沉积方面表现出显著的优势,其在肝脏组织中的脂肪沉积面积减少了90%以上,接近正常水平。相比之下,自由CEL和PEG-PCL/CEL微粒的脂肪沉积面积减少程度较低,仅为24.4%和25.2%。这表明OPDEA-PCL/CEL微粒在调节脂质代谢和减少脂肪沉积方面具有更高的效率。
OPDEA-PCL/CEL微粒还表现出良好的安全性。在对主要器官的组织学分析中,研究人员发现自由CEL可能导致肠道微绒毛结构的破坏以及炎症反应,而OPDEA-PCL/CEL微粒和PEG-PCL/CEL微粒则未表现出类似的毒性。此外,血液检测结果显示,OPDEA-PCL/CEL微粒对心脏和肾脏功能没有显著影响,说明其具有较低的全身毒性。这些结果表明,OPDEA-PCL/CEL微粒不仅能够有效治疗MASLD,还具有良好的生物相容性和安全性,为开发新的口服药物提供了重要的依据。
为了进一步验证OPDEA-PCL/CEL微粒的治疗效果,研究人员将其与临床常用的降脂药物辛伐他汀(Simvastatin)进行了比较。实验结果显示,OPDEA-PCL/CEL微粒在多个方面均优于辛伐他汀。首先,OPDEA-PCL/CEL微粒在减少肝脏脂肪沉积方面表现出更高的效率,其治疗后肝脏脂肪沉积面积减少至9.8%,而辛伐他汀的减少幅度仅为22.0%。其次,OPDEA-PCL/CEL微粒能够显著改善肝脏功能,降低血清中的总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(AST)水平,而辛伐他汀则未能有效降低这些指标。此外,OPDEA-PCL/CEL微粒在改善体重和腹部脂肪含量方面也优于辛伐他汀,说明其具有更全面的代谢调节能力。
OPDEA-PCL/CEL微粒的高效性和安全性使其成为治疗MASLD的有前景的候选药物。该微粒载体通过其独特的结构设计,不仅克服了CEL在口服给药中的吸收障碍,还通过与HDL的相互作用实现了对肝脏的主动靶向。这种靶向性使得CEL能够在肝脏中更有效地发挥作用,从而显著改善肝脏脂肪沉积和炎症反应。同时,OPDEA-PCL/CEL微粒在体内表现出良好的稳定性和生物相容性,其在血液中的浓度能够维持较长时间,且对其他器官的毒性较低,显示出其作为口服药物的潜力。
综上所述,OPDEA-PCL/CEL微粒作为一种新型的CEL递送系统,不仅在提高其口服生物利用度方面表现出色,还在肝脏靶向性和治疗效果上优于现有的药物载体。这一发现为MASLD的治疗提供了一种新的策略,也为开发更高效、更安全的口服药物奠定了基础。未来,进一步的研究可以探索该微粒载体在人类中的应用前景,并优化其结构以提高治疗效果和安全性。
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