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目的:促生长激素神经肽(Galanin,Gal)具有神经保护作用,有望成为潜在的治疗糖尿病周围神经病变的有效药物。但是多肽药物具有在体内易降解、较难进入细胞等特性,影响了其临床应用。本课题旨在通过制备加载Gal和细胞穿膜肽(CADY)的表面修饰聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)药物载体,探讨其对高糖环境下大鼠背根神经节(Dorsal root ganglia, DRG)神经元细胞增殖的影响,以期为GAL的临床应用提供理论基础和研发策略。
方法:
1从胚胎大鼠中分离和制备大鼠DRG神经元细胞,并采用神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)进行免疫荧光鉴定;采用不同浓度的葡萄糖处理DRG神经元细胞构建DRG神经元细胞高糖损伤模型。
2采用水热法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)+硅酸四乙酯(TEOS)+氨水为原料合成球形、粒径均匀、大小在90~120nm的介孔二氧化硅纳米颗粒(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs);通过在MSNs表面修饰聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)合成具有高生物相容性的MSNs-PEG纳米药物载体;采用MTT细胞活性检测方法,检测不同浓度MSNs/PEG对神经元细胞活性的影响;通过在表面修饰细胞穿膜肽CADY合成MSNs/CADY/PEG,以提高药物载体的细胞内化功能;通过激光共聚焦显微镜观察了异硫氰酸荧光素(FITC)/MSNs和FITC/MSNs/CADY在大鼠DRG神经元细胞的内化效果;采用ELISA检测方法检测了MSNs/CADY/GAL/PEG中GAL的加载量,以及MSNs/CADY/GAL/PEG药物载体对GAL的缓释性能。
3以DRG神经元细胞高糖损伤模型为研究对象,通过检测不同时间段细胞数的变化,研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体对损伤的DRG神经元细胞增殖的影响;采用MTT细胞活性检测方法研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体对损伤的DRG神经元细胞活性的影响。
4以DRG神经元细胞高糖损伤模型为研究对象,采用qPCR技术研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体处理损伤的DRG神经元细胞后Gal、促生长激素神经肽受体1(Galanin receptor 1,GalR1)和促生长激素神经肽受体2(Galanin receptor 2,GalR2)mRNA表达的影响;采用Westernblot技术研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体处理损伤的DRG神经元细胞后Gal、GalR1和GalR2蛋白表达的影响。
结果:
1成功从胚胎大鼠中分离和培养了DRG神经元细胞;成功构建了高糖大鼠DRG神经元细胞损伤模型,确定了以45mM高糖环境和24h处理时间作为构建DRG神经元细胞高糖损伤模型的高糖浓度和诱导时间。
2成功的合成了MSNs/PEG、MSNs/CADY/PEG、FITC/MSNs/PEG、FITC/MSNs/CADY/PEG纳米颗粒;MSNs/CADY/PEG在0~100μg/mL的浓度范围内对神经元细胞无毒性,具有极高的生物相容性;与FITC/MSNs/PEG组比较,FITC/MSNs/CADY/PEG具有更高的细胞内化性能;每毫克MSNs/CADY/GAL/PEG中GAL的加载量为3.26μg。MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体具有良好的GAL缓释性能。
3MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体可以显著的提高高糖环境下DRG神经元细胞的增殖,可以有效缓解高糖环境对DRG神经元细胞增殖的影响;可以显著的提高高糖环境下DRG神经元细胞的细胞活性,可以明显缓解高糖环境对DRG神经元细胞活性的影响;可以显著的降低高糖环境下DRG神经元细胞的细胞凋亡。
4MSNs/CADY/GAL/PEG可以显著地降低高糖环境下DRG神经元细胞中Gal的mRNA表达量。MSNs/CADY/GAL/PEG可以逆转DRG神经元细胞中GalR1mRNA表达量的降低,而GalR2的mRNA表达量在各组中并没有显著差异;MSNs/CADY/GAL/PEG可以逆转DRG神经元细胞中GalR1蛋白表达量的降低,而GalR2的蛋白表达量在各组中并没有显著差异。
结论:
1MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体具有高生物相容性和细胞内化性能,对GAL具有较高的加载量和良好的缓释性能。
2MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体可以显著地降低高糖环境对DRG神经元细胞的损伤。
3MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体具有治疗糖尿病周围神经病变的潜能。
方法:
1从胚胎大鼠中分离和制备大鼠DRG神经元细胞,并采用神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)进行免疫荧光鉴定;采用不同浓度的葡萄糖处理DRG神经元细胞构建DRG神经元细胞高糖损伤模型。
2采用水热法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)+硅酸四乙酯(TEOS)+氨水为原料合成球形、粒径均匀、大小在90~120nm的介孔二氧化硅纳米颗粒(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs);通过在MSNs表面修饰聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)合成具有高生物相容性的MSNs-PEG纳米药物载体;采用MTT细胞活性检测方法,检测不同浓度MSNs/PEG对神经元细胞活性的影响;通过在表面修饰细胞穿膜肽CADY合成MSNs/CADY/PEG,以提高药物载体的细胞内化功能;通过激光共聚焦显微镜观察了异硫氰酸荧光素(FITC)/MSNs和FITC/MSNs/CADY在大鼠DRG神经元细胞的内化效果;采用ELISA检测方法检测了MSNs/CADY/GAL/PEG中GAL的加载量,以及MSNs/CADY/GAL/PEG药物载体对GAL的缓释性能。
3以DRG神经元细胞高糖损伤模型为研究对象,通过检测不同时间段细胞数的变化,研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体对损伤的DRG神经元细胞增殖的影响;采用MTT细胞活性检测方法研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体对损伤的DRG神经元细胞活性的影响。
4以DRG神经元细胞高糖损伤模型为研究对象,采用qPCR技术研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体处理损伤的DRG神经元细胞后Gal、促生长激素神经肽受体1(Galanin receptor 1,GalR1)和促生长激素神经肽受体2(Galanin receptor 2,GalR2)mRNA表达的影响;采用Westernblot技术研究MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体处理损伤的DRG神经元细胞后Gal、GalR1和GalR2蛋白表达的影响。
结果:
1成功从胚胎大鼠中分离和培养了DRG神经元细胞;成功构建了高糖大鼠DRG神经元细胞损伤模型,确定了以45mM高糖环境和24h处理时间作为构建DRG神经元细胞高糖损伤模型的高糖浓度和诱导时间。
2成功的合成了MSNs/PEG、MSNs/CADY/PEG、FITC/MSNs/PEG、FITC/MSNs/CADY/PEG纳米颗粒;MSNs/CADY/PEG在0~100μg/mL的浓度范围内对神经元细胞无毒性,具有极高的生物相容性;与FITC/MSNs/PEG组比较,FITC/MSNs/CADY/PEG具有更高的细胞内化性能;每毫克MSNs/CADY/GAL/PEG中GAL的加载量为3.26μg。MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体具有良好的GAL缓释性能。
3MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体可以显著的提高高糖环境下DRG神经元细胞的增殖,可以有效缓解高糖环境对DRG神经元细胞增殖的影响;可以显著的提高高糖环境下DRG神经元细胞的细胞活性,可以明显缓解高糖环境对DRG神经元细胞活性的影响;可以显著的降低高糖环境下DRG神经元细胞的细胞凋亡。
4MSNs/CADY/GAL/PEG可以显著地降低高糖环境下DRG神经元细胞中Gal的mRNA表达量。MSNs/CADY/GAL/PEG可以逆转DRG神经元细胞中GalR1mRNA表达量的降低,而GalR2的mRNA表达量在各组中并没有显著差异;MSNs/CADY/GAL/PEG可以逆转DRG神经元细胞中GalR1蛋白表达量的降低,而GalR2的蛋白表达量在各组中并没有显著差异。
结论:
1MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体具有高生物相容性和细胞内化性能,对GAL具有较高的加载量和良好的缓释性能。
2MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体可以显著地降低高糖环境对DRG神经元细胞的损伤。
3MSNs/CADY/GAL/PEG纳米药物载体具有治疗糖尿病周围神经病变的潜能。