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脑部疾病如神经变性疾病等威胁人类身体健康,由于脑部结构复杂,大部分的活性药物和诊断试剂难以透过血脑屏障在脑内达到有效浓度。本课题选用β-环糊精衍生物作为载体,采用具有脑内高转运率的转铁蛋白(Tf)、乳铁蛋白(Lf)作为靶向头基,通过转铁蛋白或乳铁蛋白受体介导转运,构建一种新型的可突破血脑屏障的靶向环糊精衍生物纳米载体。
采用碱性水溶液法合成6-对甲苯磺酰基-β=环糊精中间体,采用无水乙二胺合成单-6-乙二胺-β-环糊精(EDA-CD),通过MS,1H-NMR等手段对其结构进行表征。采用异官能团双取代聚乙二醇衍生物(NHS-PEG5000-MAL)将脑靶向头基(Tf或Lf)与EDA-CD有效链接,通过UV,FITR,1H-NMR等手段对其结构进行表征,成功构建了Tf修饰β-环糊精衍生物纳米载体(Tf-PEG5000-CD)或Lf修饰β-环糊精衍生物纳米载体(Lf-PEG5000-CD)。采用Bradford法测定载体上Tf,Lf含量,确定药物载体TT-PEG5000-CD和Lf-PEG5000-CD的最终收率分别为(85.0±3.6)％和(91.1±2.4)％。采用透射电镜技术,观察纳米载体形态并明确其纳米尺度,得到形态呈椭圆状,纳米尺度为(92.9±16.5)nm的脑靶向β-糊精衍生物纳米载体。
以近红外荧光染料IR-775为药物模型,采用冷冻干燥法,制备包载IR-775的Tf修饰β-环糊精衍生物纳米载体(Tf-CD/IR)及Lf修饰β-环糊精衍生物纳米载体(Lf-CD/IR),对其包封率进行了测定,Tf-CD/IR和Lf-CD/IR的包封率分别为(97.3±4.5)％和(98.1±4.8)％。
KM小鼠尾静脉注射给药后(各给药组同剂量,5μgIR/鼠),各时间点取血或组织样品,采用荧光光谱法测定药物浓度,绘制血中与脑中药-时曲线,计算药动学参数。与IR给药组相比,Lf-CD/IR给药组药物在血浆和脑中AUC0-2h值分别为4.1和6.9倍,给药后90 min和120 min时,Lf-CD/IR给药组在脑部IR含量分别为6.8和7.9倍,说明连接PEG链、Tf或Lf的纳米载体提高了药物在血液中的循环,有效增加了药物在脑部的蓄积。裸鼠活体成像实验显示,与IR给药组相比,Lf-CD/IR给药组脑内荧光强度增大,证明Lf-CD/IR具有高脑靶向效率。本课题构建的脑靶向修饰β-CD衍生物纳米载体能显著增加药物的脑内递药,有望作为一种新型的脑内传递系统,为进一步推动神经性疾病诊断试剂和治疗药物的开发提供了实验基础。