《ACS Omega》：Physicochemical Attributes of Solid Hyaluronic Acid Technology Platform-Based Film Drive Rapid Oral Permeation and Barrier Enhancement via LKB1/CaMKKβ-AMPK Signaling
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透明质酸（Hyaluronic Acid, HA）广泛应用于口腔薄膜系统，但无辅料HA薄膜与口腔黏膜组织的功能性相互作用，尤其在渗透性及屏障调控方面，尚未被充分阐明。本研究以TR146人颊上皮细胞层和大鼠模型为对象，探讨由纯HA构成的固体透明质酸技术平台（So
透明质酸（Hyaluronic Acid, HA）广泛应用于口腔薄膜系统，但无辅料HA薄膜与口腔黏膜组织的功能性相互作用，尤其在渗透性及屏障调控方面，尚未被充分阐明。本研究以TR146人颊上皮细胞层和大鼠模型为对象，探讨由纯HA构成的固体透明质酸技术平台（Solid Hyaluronic Acid Technology Platform, SHTP）薄膜的物理特性、渗透特征及对口腔上皮屏障的反应。与含辅料的商用HA薄膜相比，SHTP薄膜表现出显著的水合驱动特性，包括在60秒内快速吸水达815%及更强的溶胀能力，这些特性促进了HA的快速颊部渗透，表现为跨上皮通量和表观渗透系数（Papp）的提升。在初期渗透增强效应之后，SHTP薄膜可增强上皮屏障完整性，表现为荧光素异硫氰酸酯-葡聚糖（Fluorescein Isothiocyanate-Dextran, FD4）旁细胞运输减少及跨上皮电阻（Transepithelial Electrical Resistance, TEER）升高。机制分析显示，该屏障支持反应与紧密连接相关基因表达上调及LKB1/CaMKKβ-AMPK信号通路激活相关。体内研究进一步证实SHTP薄膜可实现HA的快速口腔吸收并进入全身循环。综上，无辅料HA薄膜具有双重连续效应：促进快速跨上皮渗透，随后增强上皮屏障完整性。本研究为水合驱动的HA与口腔黏膜相互作用提供了机制层面的见解，并支持无辅料HA薄膜在口腔生物医学及上皮屏障导向递送系统中的应用潜力。
研究背景与意义
透明质酸（HA）因优良的生物相容性和保湿性能，已被广泛用于食品、营养保健品及生物医药领域的口腔薄膜制剂。然而，含辅料配方可能通过改变聚合物网络延缓水合或影响黏膜相互作用，限制活性成分的释放与渗透。口腔黏膜给药可绕过首过效应并提高患者依从性，但上皮屏障的调控机制仍不完全清楚。针对这一问题，研究人员开发了不含任何辅料的固体透明质酸技术平台（SHTP）薄膜，旨在明确其理化特性、渗透行为及对上皮屏障功能的调控作用，并探索相关分子机制，为口腔上皮屏障导向的递送系统提供实验依据。该研究发表于《ACS Omega》。
主要关键技术方法
研究采用TR146人颊上皮细胞层作为体外模型，比较SHTP薄膜与含辅料商用HA薄膜的理化特性（拉伸强度、断裂伸长率、黏膜黏附力、吸水率）、渗透行为（HA跨上皮通量、表观渗透系数）、屏障功能（TEER、FD4旁细胞运输）及相关基因与蛋白表达变化。利用定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）和免疫印迹（Western Blot）检测紧密连接相关基因（如ZO-2、cingulin、marvelD3、claudin家族）及上游信号通路（LKB1、CaMKKβ、AMPK）的表达。体内实验采用六周龄雄性SD大鼠，将SHTP薄膜置于口腔黏膜溶解后测定血清HA浓度，验证其口服吸收特性。
研究结果
物理特性：SHTP薄膜的拉伸强度和断裂伸长率显著高于商用HA薄膜，表明机械强度更高；吸水率在60秒达815%，约为商用薄膜的五倍，但黏膜黏附力较低。
渗透行为：在TR146细胞层中，SHTP薄膜的HA跨上皮通量和Papp均高于商用薄膜，早期阶段尤为显著，提示快速水合促进HA释放与渗透。
屏障功能：SHTP薄膜处理24小时后，TEER值显著升高，FD4旁细胞运输减少，表明上皮屏障完整性增强。
紧密连接基因与蛋白表达：SHTP薄膜显著上调ZO-2、cingulin、marvelD3、claudin-1、claudin-3和claudin-4的mRNA水平，并在蛋白水平增加ZO-2、cingulin、marvelD3和claudin-4表达。
AMPK信号通路：SHTP薄膜显著提升AMPKα1的磷酸化水平，提示通过AMPK信号调控屏障功能。
LKB1/CaMKKβ通路：SHTP薄膜同时上调LKB1和CaMKKβ的基因与蛋白表达，表明LKB1/CaMKKβ-AMPK信号轴参与屏障增强。
体内吸收：在大鼠模型中，SHTP薄膜应用20分钟后血清HA浓度显著增加，证明快速口腔黏膜吸收。
讨论与结论
研究结果表明，无辅料SHTP薄膜因其快速水合和高机械强度的理化特性，可在初期实现高效HA跨上皮渗透，随后通过上调紧密连接相关基因及激活LKB1/CaMKKβ-AMPK信号通路增强上皮屏障完整性。该双重效应不同于传统辅料配方，避免了辅料对渗透和屏障调控的潜在干扰。尽管大鼠口腔黏膜与人存在差异，体内结果仍支持SHTP薄膜作为快速口腔递送系统的可行性。研究为开发上皮屏障导向的无辅料HA薄膜提供了机制基础，并为其在口腔生物医学及营养保健品领域的应用拓展了前景。
