根皮素纳米粒子对糖尿病大鼠的肾脏保护作用研究

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根皮素(Phloretin,Pht)为二氢查尔酮类化合物,主要存在于苹果、草莓、山茶等植物中,具有抗氧化、抑制酪氨酸酶活性、抗肿瘤、降血糖等生理功能,安全无毒,可应用于食品、药品、化妆品等多个领域。但是存在水溶性差、生物利用率低以及稳定性差等问题,在实际应用中具有局限性,因此提高Pht的水溶性以及生物利用度显得尤为重要。为了解决疏水性小分子在应用中存在的问题,目前已经开发出多种性能不同的纳米载体,其中大豆卵磷脂(Soybean Lecithin,SL)与壳聚糖(Chitosan,CS)因其具有的生物相容性以及生物降解性等特性,被广泛应用于纳米粒子等新型药物递送系统。糖尿病肾病(Diabetic Nephropathy,DN)是糖尿病患者死亡的主要原因之一。本文利用SL与CS之间的静电吸附作用,构建了负载根皮素大豆卵磷脂-壳聚糖纳米粒子(Phloretin-loaded Soybean Lecithin-Chitosan Nanoparticles,Pht-SL-CS NPs),研究了 其结构与性能,探究了其对糖尿病大鼠肾脏的保护作用并探讨可能机制,主要结论如下:(1)根据单因素实验以及正交实验,最终确定大豆卵磷脂-壳聚糖纳米粒子(Soybean Lecithin-Chitosan Nanoparticles,SL-CS NPs)的最优制备工艺:CS 浓度为0.10 mg/mL,CS/SL质量比为1:25,乙醇含量为8%,pH值为4,磁力搅拌时间为2 h,在该制备条件下,纳米粒子对3 mg Pht的包封率(Encapsulation Efficiency,EE)为 98.12%±0.10%。(2)探究了 Pht 的浓度对 Pht-SL-CSNPs 的 EE 和载药率(Loading Efficiency,LE)的影响,结果表明当Pht的浓度为250 μg/mL时,EE为92.71%±0.67%,LE为6.76%±0.06%,Pht水溶性提高了 9.97倍;对Pht-SL-CS NPs进行结构表征:傅里叶变换红外光谱(Fourier TransformInfrared Spectroscopy,FTIR)的结果表明Pht已经成功被包埋入纳米粒子的脂质内核;X射线衍射(X-ray Diffractometer,XRD)的结果表明,Pht以非结晶(无定型)态存在于Pht-SL-CS NPs中,提高了 Pht的水溶性;外观形态及重复性考察表明制备的Pht-SL-CS NPs为类球状结构,粒径较小,无凝聚现象,分布均匀且工艺重复性好。(3)以粒径为指标,比较不同冻干保护剂对Pht-SL-CS NPs的复溶稳定性的影响,结果表明甘油的保护作用最佳,当甘油的添加量为4%(w/v)时,Pht-SL-CS+4%GNPs复溶时的粒径与冻干前无显著差异(p>0.05);分别在25℃自然光、25℃避光以及4℃避光条件下探究各体系对Pht的保护效果,结果表明根皮素纳米粒子的光照稳定性以及贮藏稳定性明显提高;通过体外模拟消化实验探究各体系中Pht的生物可及度,包埋后的Pht生物可及度显著提高(p<0.05),以甘油作为冻干保护剂后,能显著改善冻干复溶后生物可及度下降的问题(p<0.05);探究了各体系对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,抑制活性大小依次为:Pht 的 1%DMSO 溶液>Pht-SL-CS+4%GNPs>Pht-SL-CS+4%GNPs 复溶>Pht-SL-CS NPs>Pht-SL-CS NPs 复溶>阿卡波糖。(4)通过腹腔注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)建立糖尿病大鼠模型,灌胃Pht-SL-CS+4%GNPs(简称Pht NPs)对糖尿病大鼠体重无显著影响(p>0.05),且有一定的降血糖作用;低剂量的Pht NPs能显著减缓肾脏及肝脏增重(p<0.05),这说明Pht NPs可能对糖尿病大鼠的肾脏及肝脏有一定保护作用;对糖尿病大鼠肾脏功能影响的结果显示,Pht NPs可以有效缓解肾脏损伤;肾脏组织病理学及纤维化观察结果显示,不同剂量的Pht NPs均能在一定程度上缓解肾脏病变并减轻纤维化程度;肾脏组织抗氧化作用结果表明Pht NPs具有抗氧化应激作用,可改善由氧化应激引发的肾脏损伤;对糖尿病大鼠肾脏TGF-β1/Smad2信号通路影响的结果显示,Pht NPs的干预使得TGF-β1、Smad2蛋白的表达极显著下调(p<0.001),说明Pht NPs可能通过调控TGF-β1/Smad2信号通路来改善糖尿病大鼠肾脏纤维化,进而发挥其肾脏保护作用。综上,Pht NPs不仅能显著改善Pht的水溶性、贮藏稳定性、光照稳定性以及生物可及度,并且仍具有较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性。并通过腹腔注射STZ建立糖尿病大鼠模型,实验结果表明Pht NPs能够缓解肾脏病变并减轻纤维化程度,具体机制涉及改善肾脏组织氧化应激,抑制TGF-β1/Smad2信号通路。本文为Pht NPs在抑制α-葡萄糖苷酶、防治DN等方面的应用提供了一定理论依据。
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