开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
- 简介
中国心血管病患病率不断上升,死亡率逐渐增加,至2016年居各种疾病致死率第一,致病因素包括血脂异常、高血压、糖尿病以及膳食安排不当等[1],而心血管疾病中,动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)为心血管疾病重要病因之一。
动脉粥样硬化是一种具有慢性炎症和脂质沉积特征的心血管疾病,发病机制主要有脂肪浸润学说、炎症学说、氧化应激反应学说、血小板聚集学说、血栓形成学说等。其中,从炎症角度和脂肪浸润角度理解斑块形成过程包括内皮细胞的行为变化,包括细胞因子和生长因子表达上调、黏附分子分泌增多,吸引单核细胞和T细胞进入内皮下,随后更多的单核细胞通过粘附分子聚集到内膜,在内膜下分化为巨噬细胞;并且胆固醇积聚在巨噬细胞内。巨噬细胞大量吞噬氧化低密度脂蛋白(oxidizd low Density Lipoprotein,oxLDL),在巨噬细胞内逐步积累致使泡沫细胞形成,泡沫细胞进一步分泌炎性细胞因子,加重斑块炎症;内皮下活化的单核细胞释放细胞因子,促使血管平滑肌细胞迁移和增殖,使动脉壁纤维化并变厚;斑块处炎症加重处的泡沫细胞坏死,释放脂质沉积在动脉壁上,造成血管管腔窄小和粥样病变[2][3][4]。炎症为AS主要诱因,脂质浸润推动AS疾病发生,两者皆为AS 重要参与过程,所以针对斑块炎症和脂质沉积成为了减轻AS病症的重要靶点。
动脉粥样硬化治疗途径主要包括改善血脂水平、抗炎抗氧化、保护内皮细胞、抑制平滑肌细胞增殖和迁移等达到治疗效果。随着对动脉粥样硬化发生过程与机理的深入研究,目前治疗动脉粥样硬化的药物包括:①调血脂类药物包括他汀、烟酸类等,维生素E等抗氧化类药物、抗血小板聚集类药物和抗高血压药物[5]。其中他汀类药物为羟甲基辅酶A(hydroxy methylglutaryl coenzyme A,HMG-CoA)还原酶抑制剂,抑制肝脏产生胆固醇,主要针对巨噬细胞脂质沉积问题,并且在阻断胆固醇合成的同时也抑制类异戊二烯衍生物的产生[6]。他汀类药物治疗AS主要通过以下途径:①抑制异戊二烯类化合物的合成,降低一氧化氮失活率,提高NO的合成来调整NO/ONOO-,改善血管内皮细胞功能[7];②通过减弱冠状动脉平滑肌细胞细胞因子介导的血管平滑肌细胞的增殖[8],抑制动脉壁变厚与纤维化;③通过稳定粥样斑块以治疗动脉粥样硬化[9];④抑制巨噬细胞分泌基质金属蛋白酶,防止纤维帽破裂造成的斑块裂解[10];⑤抑制胆固醇合成代谢的MVA通路以及胆固醇酯化,以降低巨噬细胞内的胆固醇酯化[11]。
高密度脂蛋白(High Density Lipoprotein,HDL)是由蛋白质、脂质及其所携带的调节因子共同构成,直径在8~12nm。载脂蛋白A-I(apolipoprotein A-I,apoA-I) 是 HDL 主要的结构和功能蛋白,约占总蛋白成分60%,脂质成分包括磷酯类和脂肪酸等[12]。HDL存在2种不同的结构类型,分别为初生盘状HDL(discoidal high density lipoprotein,d-HDL)和成熟球状HDL(spherical high density lipoprotein,s-HDL)。其中d-HDL接收外周组织的游离胆固醇,并将其转运至肝脏代谢,该过程称为胆固醇逆转运(RCT),此为HDL抗AS的关键功能之一。HDL粒径小,生物兼容性高且靶向性强,具有的单层磷脂膜可以锚定亲脂大分子[12],可递送药物至特定位置。apoA-I 通过与细胞膜受体相互作用,激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶(lecithincholesterol acyltransferase,LCAT)等,调节胆固醇逆转运(RCT)和炎症反应,在RCT过程中,HDL上的apo A-I识别肝脏上的清道夫受体家族B亚族I型受体(scavenger receptor-BI,SR-BI),将CE等脂质转运到肝脏,;另一方面又和载脂蛋白M抑制低密度脂蛋白的氧化,以降低泡沫细胞的生成;同时HDL携带有microRNA,通过清道夫受体BI(SR-BI)转入细胞内影响基因表达[13]。
但从人血浆中分离HDL,成本高且费力,而且天然HDL作为载药粒子时具有相应的传播血液污染的安全性问题,为了解决这些问题,大量的研究集中在开发以磷脂和载脂蛋白/载脂蛋白模拟肽为原料人工合成的重组高密度脂蛋白(reconstituted HDL,rHDL)颗粒上,rHDL的脂质类型、载脂蛋白选择和脂质/蛋白质化学计量可以人为调整,因此rHDL的粒径大小、zeta电位和表面负载等理化性质可以很容易地控制。rHDL在体内具有较长的循环周期和较好的稳定性;在载药量方面,疏水性药物可以并入rHDL的核心,两亲性药物可以插入到类脂膜中,亲水性分子可以通过与疏水基团融合插入rHDL的表面或借助某些疏水性成分被包裹到rHDL的核心来携带,纳米载体的靶向递送具有细胞内的转运障碍问题,纳米粒子被分选出来排出细胞外或者被困在内小体中,随后会被输送到高酸性和富含酶的溶酶体中,最终降解,为了克服细胞内的转运障碍,通常的策略是通过会比内体/溶酶体来将药物输送到胞浆细胞器,而rHDL具有天然的内酶体/溶酶体回避能力[14]。所以在治疗AS的制剂开发中,选用抗AS药物如他汀类药物载入rHDL中可以取得较好的疗效。负载他汀类药物的rHDL纳米粒子可以保护他汀类药物不被降解,积聚在动脉粥样硬化病变中,有效地抑制斑块炎症,而不会对肾脏、肝脏和心肌细胞产生毒性影响。因为炎症是动脉粥样硬化治疗的主要特征和靶点,这一新的抗动脉粥样硬化治疗方法值得探索,具有很高的临床推广潜力[15]。
beta;-环糊精(beta;-cyclodextrin,beta;-CD)作为一种alpha;-1,4-糖苷键相连的葡萄糖单元组成的环状低聚糖,表面亲水而内在空腔疏水,为美国食品药品监督管理局(FDA)的批准生物相容性赋形剂;此外beta;-CD还可以作为多种药物的载体应用。
- 研究概况
因为apo A-I既可以识别巨噬细胞上的SR-B1又可以识别肝脏上的SR-B1,所以作为载体的rHDL很容易聚集到肝细胞膜上,所以当下需要研究如何避免该载药纳米粒对于肝细胞的破坏以及增加在病变部位的特异性。环糊精可作为研究动脉粥样硬化的两种常用方法:1)作为探讨胆固醇转运机制和膜结构方面的研究工具;2)作为潜在的药物,改变体内胆固醇代谢,影响动脉粥样硬化的发展斑块[16]。据报道[17],低浓度beta;-CD(le;1 mM)具有胆固醇吸收能力,加速细胞与脂蛋白间的胆固醇交换,细胞胆固醇外流增加但质量不改变;在不改变细胞和培养基之间的平衡胆固醇分布的情况下,增加胆固醇的双向流动,起到胆固醇穿梭的作用。对于动脉粥样硬化疾病的药物制剂开发来说,beta;-CD与rHDL结合可以通过促进胆固醇外流来抑制AS发生过程中炎症反应与胆固醇沉积,以期有效治疗动脉粥样硬化及其并发症。
三、研究目的
本研究拟制备用beta;-CD合用的载辛伐他汀(simvastatin,ST)的盘状重组高密度脂蛋白(discoidal reconstituted high-density lipoproteind,d-rHDL)(ST-d-rHDL)降低胆固醇外流激活能,增强胆固醇从胆固醇供体外流的能力,以及用beta;-CD促进ST-d-rHDL的形态变构与药物释放能力。
