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刚度效应对口服纳米药物载体克服胃肠道吸收屏障的影响及微观机制的研究

批准号:
82073773
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
俞淼荣
学科分类:
药剂学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
俞淼荣

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
口服纳米药物载体在改善药物跨膜吸收中显现了良好的效果和前景,但前期研究主要集中于粒子尺度、表面电荷和修饰等因素对于递药效率的影响。本课题旨在探究刚度效应影响纳米药物载体克服胃肠道多重生理屏障的能力及微观机制。首先构建六个不同刚度(kPa~GPa)的药物载体,使用多粒子追踪、流式细胞仪、全内反射荧光显微镜、荧光漂白恢复等技术多维度多层次探究刚度效应对药物载体的黏液穿透、细胞摄取、胞内转运和出胞等过程的影响及效应,同时使用双光子成像等技术在动物水平上实时考察药物载体的口服吸收效率。随后,采用超高分辨显微成像等技术,从药物载体克服各生理屏障的微观动力学角度探究刚度效应对递药效率产生影响的机制机理。进一步对纳米载体的刚度优化,以期筛选出能够高效克服胃肠道多重屏障的优势刚度,为后续理性化设计高效口服纳米药物载体提供理论指导。
英文摘要
Nano-carriers for oral drug delivery have shown a great promise in enhancing the transmembrane absorption of drug molecules. While previous investigations primarily focus on the effects of particle size, zeta potential and surface modification. In this project, we aim to study the effects and potential mechanisms of particle rigidity on overcoming the multiple absorption barriers in the gastrointestinal tract, using nano-carriers with different rigidities (range from kPa to GPa). Technologies including multiple particle tracking, flow cytometry, total internal reflection fluorescence microscopy (TIRF) and fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) will be employed to explore the performances of nano-carriers on mucus penetration, endocytosis, intracellular trafficking and exocytosis. Two-photon microscopy will be adopted to observe the the absorption efficiency of nano-carriers in the intestine in vivo. From the perspective of the microcosmic dynamic mechanisms underlying particle motive patterns and deformation ability during the transcytosis process, issues that how particle rigidity affects the drug-delivery efficiency will be evaluated via simulated emission depletion (STED) microscopy. In addition, the rigidity range will be further refined and optimized to obtain nano-carriers with superior absorption efficacy. This project will provide theoretical guidelines for rational design of nano-carriers to effectively overcome multiple gastrointestinal barriers.
口服纳米药物载体在提升药物吸收方面展现出广阔的应用前景,但胃肠道复杂的生理屏障对药物载体的转运和递送效率构成了重大挑战。尽管大量研究探讨了载体物理特性(如尺寸、表面电荷等)对递药效率的影响,关于载体刚度如何作用于克服口服生理屏障及其潜在微观机制的研究仍显不足。.本研究系统地探索了不同刚度纳米载体在克服胃肠道屏障中的表现及其微观机制。研究表明,中等刚度的纳米载体在突破黏液和细胞双重屏障方面表现出显著优势。这类载体具备类棒状形变能力,能够通过“旋转-跳跃”的微观运动模式高效穿透黏液屏障。此外,中等刚度载体通过膜融合机制进入细胞,从而避开溶酶体降解途径;而刚性较高的载体主要通过内吞途径入胞,并经胞内囊泡完成输运。基于这些发现,本研究设计了一系列基于刚度效应的口服药物载体,实现了小分子药物与生物大分子药物的高效口服吸收。例如,设计的适宜刚度蛋黄壳结构阳离子脂质体能够高效突破肠道黏膜和细胞屏障,显著提高阿霉素的口服生物利用度。同时,将刚度效应拓展至核酸药物递送领域,制备了富含胆固醇的柔性外泌体和脂多糖嵌合的柔性脂质载体。这些柔性载体通过膜融合高效入胞,成功规避溶酶体降解的限制,实现了siRNA的高效口服递释。此外,针对刚性较高载体,通过表面修饰适宜配基,本研究实现了载体的高效跨细胞转运,成功用于胰岛素和艾塞那肽等多肽药物的口服递送,显著提高了其吸收效率和降糖效果。.本研究揭示了不同刚度纳米载体在口服递药过程中的生物学效应与作用机制,阐明了它们克服黏液与细胞屏障的微观机制。通过优化载体刚度并针对不同药物类型进行合理设计,本研究开发了一系列高效口服递送纳米载体,为口服药物递送系统的理性设计提供了重要的理论支持与实践指导。
膜融合型梭状核壳载体的构建及其增强siRNA胞内递释的机制研究
基于人工智能技术的高效口服递药载体的形状设计及其提高药物吸收机制的研究
  • 批准号:
    81803445
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    俞淼荣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金