基于PLGA纳米颗粒的MFSC缓释递送系统在骨关节炎模型中的抗炎与软骨保护作用研究

《Scientific Reports》：Development of a sustained-release PLGA–MFSC nanoparticle formulation and its long-term anti-inflammatory and chondroprotective effects in osteoarthritis

　　

摘要

本研究旨在开发一种基于PLGA（聚乳酸-乙醇酸共聚物）的纳米颗粒制剂，用于持续递送源自人脂肪来源干细胞的去膜干细胞（MFSC），并评估其在骨关节炎模型中的抗炎和软骨保护功效。尽管MFSC作为一种有前景的无细胞治疗方法在骨关节炎治疗中应运而生，但其快速清除和关节内给药后有限的滞留可能会降低其长期治疗效果。为了克服这些局限性，采用双重乳化溶剂蒸发法将MFSC封装到聚（乳酸-乙醇酸）（PLGA）纳米颗粒中，以建立缓释递送系统。对制剂的形态特征和体外释放行为进行了分析。结果表明，PLGA-MFSC纳米颗粒呈球形形态，尺寸在纳米-亚微米范围内。在室温下进行的初步体外释放评估中，PLGA-MFSC在31天内对MMP-9分析标志物表现出延长且非线性的释放，没有明显的初始突释，累计释放量为67.2%。采用单碘醋酸单钠（MIA）诱导的大鼠骨关节炎模型，并通过关节内给药评估PLGA-MFSC的疗效。组织学分析显示，与对照组相比，PLGA-MFSC组软骨表面损伤减轻，软骨细胞排列改善。此外，免疫组化分析显示炎症介质的表达降低，包括iNOS、COX-2和IL-6。免疫荧光染色显示，RAW264.7巨噬细胞中ZO-1表达恢复，同时TLR4、IL-6和NF-κB信号活性受到抑制。此外，与MIA对照组相比，PLGA-MFSC（W2）组的血清CRP和MMP-9水平分别降低了28.5%和53.2%，表明与骨关节炎相关的炎症反应有所减弱。这些结果表明，PLGA-MFSC作为MFSC相关成分的递送系统具有潜力，并在实验性骨关节炎模型中表现出抗炎和软骨保护作用。因此，PLGA-MFSC通过将MFSC的生物活性与PLGA纳米颗粒的递送特性相结合，可能代表一种有前景的MFSC基骨关节炎治疗的局部递送策略。