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第44卷第8期
·1036 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2024年8月
biocompatibility. In vivo experiments showed that SPFT accumulated in the brain successfully and crossed the BBB to deliver the gene
effectively after tail vein injection into mice. Conclusion:SPFT exhibits a good biocompatibility and demonstrates an efficient gene
delivery across the BBB,presenting a novel approach for drug administration in neurological disorders.
[Key words] sinapic acid;blood⁃brain barrier;polyethyleneimine;fluoridation
[J Nanjing Med Univ,2024,44(08):1035⁃1043]
血⁃脑屏障(blood⁃brain barrier,BBB)是体内的 为了解决靶向性问题,经天然物质修饰的智能
重要屏障,由血管内皮细胞、血管周围星形胶质细 纳米递送体系在增强脑靶向性等方面受到越来越
胞端足和基底膜组成,具有维持脑内平衡、调节物 多的关注。经天然物质修饰后,其一方面减少炎症
质进出以及保护神经元的功能。在正常生理条件 发生和细胞毒性作用,另一方面增强纳米颗粒的生
下,BBB 的物质交换依赖于脑中血管内皮细胞上特 物相容性。芥子酸(sinapic acid,SA)是芥末的主要
定的受体,因此BBB会阻止大多数血源性分子进入 成分,在植物界中广泛分布,同时存在于香料、水
脑实质 [1-2] 。然而,由于 BBB 的这一功能,脑部疾病 果、蔬菜、谷物和油料作物中。芥末可以在短时间
的诊断和治疗发展受到限制。近年来研究显示,阿 内刺激大脑,同时研究表明 SA 可以穿越 BBB,治疗
[3]
尔茨海默病 、卒中 和脑肿瘤 等脑部疾病的发病 受损的海马体神经元,帮助小鼠克服记忆障碍 [12] ;
[5]
[4]
率越来越高,严重影响我国公众健康。由于化学药物 且SA修饰纳米材料后可使其穿越BBB,在大脑中积
的低递送效率和长时间服用引起的不良反应,这些疾 聚率可高达26.81% [13] ,因此,SA具备穿透BBB的潜
病的治疗方法发展缓慢。尽管基因疗法因其高效性 能。另一方面,聚山梨酯(polysorbate,PS)作为两亲
和治愈性在疾病治疗中占有一席之地,但由于现阶段 性非离子表面活性剂,常用于增加胶体、蛋白质等生
其治疗缺乏特异性和屏障穿透性差,基因疗法在脑部 物制剂的稳定性。PS80是生物药物制剂中使用最广
疾病中的治疗也受到限制。因此,开发新的载体来搭 泛的表面活性剂之一,其修饰可以帮助材料通过
[14]
载进行基因治疗的核酸,以克服BBB对脑部疾病诊 BBB,并携带siRNA对脑损伤小鼠进行治疗 。有研
疗的限制,从而系统且安全地递送治疗药物,是近年 究指出,纳米颗粒经PS80包裹后,其结构与低密度脂
来需要攻克的难关之一。 蛋白颗粒相似,可与血浆中载脂蛋白(apoliprotein E,
近年来,随着纳米医学技术的发展,纳米载体 ApoE)结合形成复合体,从而与BBB中血管内皮细胞
递送体系成为促进药物跨生物屏障转运的热门工 上的低密度脂蛋白受体相互作用,使其被识别并内
具。其中,阳离子聚合物因其制备简单、可修饰性强、 化,转运至BBB内 。
[15]
对核酸具有保护作用、容易从溶酶体逃逸等特性,使 因此,本研究设想借助SA对氟化的PEI进行修
其成为纳米医学基因治疗中不容忽视的一部分 。 饰,并使用 PS80 进行包裹,以增强其跨 BBB 的基因
[6]
聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)是最早发现的 递送效果,使其携带质粒进入BBB进行基因递送。
一类阳离子聚合物,其单体拥有大量的氨基,具备
1 材料和方法
良好的携带核酸的能力、细胞摄取能力以及溶酶体
[7]
逃逸能力 。然而,PEI 仍可能存在低特异性、高毒 1.1 材料
性和转染效率不足的问题。对此,研究者们通过各 七 氟 丁 酸 酐(heptafluorobutyric anhydride,
种修饰来保持其高转染效率的同时降低对细胞的 HFAA)、1⁃乙基⁃(3⁃二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺[1⁃
毒性。早在2014年,Wang等 提出氟化修饰制备纳 (3⁃Dimethylaminopropyl)⁃3⁃ethylcarbodiimide,EDC]
[8]
米材料的策略,氟化修饰增强纳米颗粒的疏水性和 (TCI公司,日本),SA、PS80(上海阿拉丁公司),N⁃羟
疏油性,提高其细胞摄取和溶酶体逃逸能力;同时, 基丁二酰亚胺((N⁃hydroxy succinimide,NHS)、分子
由于修饰后具有生物惰性,与生物体内血浆成分相 量为 25 kDa 的 PEI(PEI25k)、二甲基亚砜(dimethyl
互作用较弱,其生物相容性也有所提高。因此氟化 sulfoxide,DMSO)、多 聚 甲 醛(paraformaldehyde,
修饰策略可构建高效、低毒的基因传递载体 。至 PFA)(Sigma 公司,美国),无水甲醇(Adamas 公司,
[9]
今,氟化修饰聚合物被认为是有较好前景的基因和 瑞士),异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate,
蛋白质输送载体 [10-11] 。 FITC)(上海吉至生化公司),Cy5.5(赛默飞公司,美