《Foods》:Gelatinized-Core and Chitosan-Coated Liposomes: A Stabilized Carrier for Glutathione Delivery
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## 问题3:摘要翻译
谷胱甘肽(GSH)是一种具有强抗氧化活性的生物活性三肽,但其口服递送受到胃肠道不稳定性和低膜渗透性的限制。本研究通过将明胶掺入水相内核并结合低分子量壳聚糖(CS)包覆,开发了一种生物聚合物稳定的脂质体系统,以改善GSH的保留和递送特性
## 问题3:摘要翻译
谷胱甘肽(GSH)是一种具有强抗氧化活性的生物活性三肽,但其口服递送受到胃肠道不稳定性和低膜渗透性的限制。本研究通过将明胶掺入水相内核并结合低分子量壳聚糖(CS)包覆,开发了一种生物聚合物稳定的脂质体系统,以改善GSH的保留和递送特性。制备了常规脂质体(GSH/CL)、明胶化内核脂质体(GSH/GL)和CS包覆的明胶化内核脂质体(CS-GSH/GL),并进行了比较评价。GSH/GL的包封率高于GSH/CL,CS包覆后进一步提高。基于整体理化性质,选择CS浓度为1.6 mg/mL的CS-GSH/GL配方作为最优配方。CS-GSH/GL在氧化和酸性条件下还表现出改善的硫醇基团保留,并在测试的pH条件下保持稳定的分散状态。在模拟胃肠道条件下,CS-GSH/GL在脂质体配方中表现出最低的累积GSH释放,表明包封GSH的保留得到改善。在Caco-2细胞中,当使用罗丹明B(一种荧光模型化合物)时,CS包覆的明胶化内核配方显示出最高的荧光强度。这些发现表明,内核明胶化和CS包覆的组合改善了脂质体的理化稳定性和GSH保留,同时增强了负载罗丹明B的脂质体递送系统的细胞关联。总体而言,这些体外研究结果支持该配方在GSH保护和保留方面的潜力,尽管仍需进一步的体内研究来评估其生物利用度和安全性。
## 问题4:论文解读
**研究背景与问题**
谷胱甘肽(?-glutamyl-cysteinyl-glycine; GSH)是一种内源性三肽,在细胞氧化还原调节和抗氧化防御中发挥核心作用。因其半胱氨酸残基上的硫醇(-SH)基团,GSH能有效清除活性氧并维持细胞内氧化还原稳态,同时具有抗炎、解毒及保护性生理功能。然而,GSH的口服递送面临三大障碍:易受胃肠道降解、膜渗透性有限,以及硫醇氧化引起的理化不稳定性。为克服这些限制,研究人员探索了多种纳米包封系统,其中脂质体因生物相容性、与生物膜结构相似及保护包封物免受环境降解的能力而备受关注。但常规脂质体对亲水性化合物包封率低,且在不利环境条件下稳定性有限。
近年来,生物聚合物整合脂质体系统受到关注。明胶具有成本效益、易制备、生物相容和可生物降解等优势;明胶化内核脂质体将明胶掺入内水相形成凝胶网络,通过增加内核黏度提高包封率和结构稳定性。然而明胶网络在酸性条件下仍易受损,可能破坏结构完整性并促使包封物泄漏,因此需要额外的稳定策略。阳离子生物聚合物表面修饰是增强脂质体稳定性和功能性的有效途径,壳聚糖(CS)包覆可通过静电和氢键相互作用改善膜稳定性、细胞相互作用和结构完整性。低分子量CS兼具良好的溶解性和加工性,且已有研究证实不同分子量CS在脂质体上的包覆行为和结合效率存在差异,低分子量CS在Caco-2细胞层中的转运能力优于高分子量CS。尽管CS包覆已被报道可改善脂质体稳定性、包封率和渗透性,但其对明胶化内核脂质体的稳定作用尚未被系统研究,尤其是针对负载GSH系统的稳定性和递送特性。
基于此,本研究旨在通过整合明胶化内核结构与CS表面包覆,开发一种生物聚合物稳定的脂质体递送系统,以增强GSH的理化稳定性和递送性能。研究人员制备了负载GSH的常规脂质体(GSH/CL)、明胶化内核脂质体(GSH/GL)和CS包覆的明胶化内核脂质体(CS-GSH/GL),并从理化性质、稳定性、释放行为、细胞毒性和细胞摄取等方面进行比较评价。
**主要关键技术方法**
研究人员采用改良薄膜水合法制备三种脂质体,以L-α-磷脂酰胆碱与胆固醇按10:1(w/w)混合,分别以水或2.5 mg/mL明胶溶液水化形成内核,经超声处理获得囊泡;CS-GSH/GL采用滴加法,将未包覆的GSH/GL逐滴加入不同浓度(0.8、1.2、1.6、2.0 mg/mL)的CS溶液中搅拌制得。采用动态光散射(DLS)测定粒径、多分散指数(PDI)和Zeta电位;以改良透析法结合高效液相色谱(HPLC)测定包封率;通过Ellman法测定硫醇基团含量评价氧化稳定性和pH稳定性;采用透析法在模拟胃液(SGF,pH 1.2)和模拟肠液(SIF,pH 6.8)中考察体外释放;以MTT法在Caco-2细胞(来源于韩国细胞库)上评价细胞毒性;以罗丹明B(Rho)为荧光模型化合物,采用共聚焦激光扫描显微镜定性并定量评价细胞摄取。
**研究结果**
**3.1 负载GSH脂质体的物理性质**:通过粒径、电位与包封率测定发现,GSH/CL粒径为100 ± 2 nm、Zeta电位?55 ± 4 mV,GSH/GL粒径显著减小至92 ± 2 nm、Zeta电位升至?22 ± 1 mV,包封率由34 ± 6%显著提高至47 ± 3%(p < 0.05),两制剂PDI均低于0.3。CS包覆使粒径显著增至约200–210 nm,Zeta电位由负转正(27 ± 1至38 ± 1 mV)并呈浓度依赖性,包封率提高至63 ± 6%;但PDI随CS浓度升高而显著增加。综合静电稳定性与包封效率,研究人员确定1.6 mg/mL为最优CS浓度。
**3.2 氧化稳定性**:通过H
2O
2处理和Ellman法测定硫醇含量发现,所有样品硫醇含量均下降,但脂质体制剂保留显著高于游离GSH;CS-GSH/GL硫醇保留最高,氧化稳定性较游离GSH提高约2.1倍(p < 0.05),游离GSH损失最大,其后依次为GSH/CL、GSH/GL和CS-GSH/GL。
**3.3 pH稳定性**:通过不同pH(1、3、5、7)孵育观察外观并测定硫醇含量发现,强酸条件下浊度增加,GSH/GL在pH 3出现沉淀,而CS-GSH/GL在所有测试pH下均保持稳定分散、无可见沉淀。硫醇含量在pH 3和pH 5下各样品无显著变化,但在pH 1和pH 7下游离GSH与GSH/CL硫醇含量显著降低,GSH/GL和CS-GSH/GL则维持较高水平,其中CS-GSH/GL在pH 1下硫醇含量约为游离GSH的10.2倍(p < 0.05)。
**3.4 体外释放特性**:通过SGF与SIF透析释放实验发现,游离GSH在SGF中2 h内快速释放约66%,12 h累积释放达86%;GSH/CL、GSH/GL和CS-GSH/GL累积释放分别约为66%、54%和36%,呈持续释放行为,其中CS-GSH/GL累积释放最低(p < 0.05)。研究人员同时指出,所用模拟胃肠液不含消化酶和胆盐,释放曲线主要反映pH和离子强度的影响。
**3.5 细胞毒性**:通过MTT法在Caco-2细胞上评价发现,在10–80 μg/mL浓度范围内所有样品细胞存活率均高于90%,各制剂间无显著差异,表明游离GSH与负载GSH脂质体均具有良好的生物相容性。
**3.6 细胞摄取**:通过共聚焦显微镜以Rho为荧光模型化合物评价发现,所有脂质体制剂的细胞内荧光均强于游离Rho,平均荧光强度按游离Rho、Rho/CL、Rho/GL、CS-Rho/GL顺序显著递增(p < 0.05),分别为21.81、39.93、63.96和88.14 a.u.,CS-Rho/GL约为游离Rho的4.0倍。由于Rho为荧光模型化合物而非GSH本身,该结果反映的是改良脂质体系统的细胞关联行为,而非GSH的直接细胞内摄取。
**讨论与结论**
讨论部分指出,明胶化内核通过增加内水相黏度、限制GSH扩散而提高包封率并减少制备过程中的泄漏;CS包覆则通过提供额外表面屏障、增加膜刚性及改善抗酸能力进一步保护GSH,明胶与多糖间的氢键、静电和离子键相互作用可能共同贡献了CS-GSH/GL改善的结构稳定性与保留性能。作者也指出,pH稳定性中GSH/GL在pH 3沉淀的机制解释仍属假设,因未在各pH下测定粒径与Zeta电位;模拟胃肠液未含消化酶和胆盐,未考虑脂质体膜与GSH的酶解可能;细胞摄取实验使用Rho而非GSH,仅证明细胞关联而非GSH的直接摄取。
结论部分译文:本研究通过将明胶掺入水相内核并结合低分子量壳聚糖(CS)包覆,开发了一种用于GSH递送的生物聚合物稳定脂质体系统。与常规脂质体相比,明胶掺入提高了GSH的包封率,随后CS包覆进一步提高了包封率并改变了脂质体的表面电荷。CS包覆配方在酸性条件下还表现出改善的可见分散稳定性,并在本研究所考察的氧化和pH条件下具有更高的硫醇基团保留。在模拟胃肠道条件下,改良脂质体制剂的GSH释放低于游离GSH,其中CS-GSH/GL在受试制剂中累积释放最低。这些结果表明,明胶掺入和CS包覆有助于GSH在脂质体结构内的更大保留。在Caco-2细胞中,当以Rho作为荧光模型化合物时,CS包覆的明胶化内核配方显示出最高的荧光强度,表明改良脂质体系统的细胞关联增强。总体而言,明胶化内核结构与CS表面包覆的联合使用改善了脂质体制剂的理化稳定性和GSH保留,同时增强了负载Rho递送系统的细胞关联。这些体外研究结果支持CS-GSH/GL在GSH保护和保留方面的潜力。然而,直接的细胞内GSH摄取、肠道吸收和体内生物利用度尚未评价,因此仍需进一步研究以确定该配方用于口服GSH递送的适用性。