pH响应性壳聚糖基纳米颗粒/GelMA水凝胶白藜芦醇递送平台在急性脑损伤后二次损伤中的体外评估

《BMC Biotechnology》：pH-responsive resveratrol delivery using chitosan-based nanoparticles embedded in GelMA: in vitro evaluation of acute brain injury-relevant cellular responses

　　

摘要

背景

急性脑损伤（ABI）后的二次损伤涉及相互关联的氧化、炎症和凋亡相关细胞反应。白藜芦醇（RSV）具有抗氧化和抗炎活性，但其有限的水稳定性及快速清除限制了持续的生物活性。本研究开发了一种pH响应性RSV递送平台，该平台由嵌入明胶甲基丙烯酰（GelMA）中的壳聚糖基纳米颗粒组成，并评估了其物理化学性质、释放行为以及其对ABI相关细胞反应的体外效果。

结果

通过静电自组装制备了负载RSV的壳聚糖基纳米颗粒（RSV@PCCC），随后将其纳入GelMA水凝胶中。优化后的纳米颗粒在pH 7.2下保持了相对稳定的流体力学特性，并在酸性条件下表现出增加的RSV释放。72小时后，RSV@PCCC的累积RSV释放在pH 6.4时达到约74%，在pH 7.2时达到约50%。将其纳入GelMA（RSV@PCCC-Hydrogel）延长了RSV的释放，在pH 6.4和pH 7.2时的累积释放分别约为58%和36%。在LPS刺激的神经细胞和小胶质细胞中，含RSV的制剂降低了细胞内活性氧。RSV@PCCC分别将IL-1β和TNF-α蛋白表达降低了约60%和50%。RSV@PCCC和RSV@PCCC-Hydrogel分别将Bax与Bcl-2的比率降低了约50%和40%。这些结果表明在所测试的体外条件下，氧化应激、炎症激活和凋亡相关变化均有所减轻。

结论

壳聚糖基纳米颗粒/GelMA平台实现了pH响应性和持续性的RSV释放，并减轻了LPS诱导的神经细胞和小胶质细胞中的氧化、炎症和凋亡相关变化。这些发现为调控与ABI后二次损伤相关的细胞过程提供了体外概念验证，并支持进一步在生理相关的ABI模型中对该平台进行评估。