基于FRET效应对壳聚糖纳米载体生物清除动力学和机制的研究
批准号:
81502995
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
17.9 万元
负责人:
姜力群
依托单位:
学科分类:
药剂学
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨宜华、郭梦喆、李瑾、赵子明、任瑾、杨鹏、张利华、韩瑾
中文摘要
纳米递药载体的生物清除(代谢和排泄)过程决定其在细胞及体内的蓄积,进而影响载体自身及递药系统的生物相容性,对该过程的深入了解是保障递药系统安全应用的工作基础。目前该领域缺乏系统的动力学研究和机制探讨。本项目以体内蓄积可能导致肝肺损伤的壳聚糖纳米粒为载体模型,区别于单荧光标记法,采用近红外量子点和荧光探针(Cy5)共同标记纳米粒,利用完整纳米粒特有的荧光共振能量转移(FRET)效应,建立纳米粒体内降解的荧光定量分析方法;对粒径50-300nm的壳聚糖纳米粒在小鼠肝肺(主要损伤器官)原代细胞及小鼠体内各组织中的清除动力学和机制进行考察;同时对载体的小鼠肝/肺清除能力与载体引起的肝/肺损伤的相关性进行探讨。本项目从细胞和机体水平详细阐述了壳聚糖纳米载体进入机体后被机体清除的完整过程和最终命运,同时揭示了载体的组织清除能力与组织相容性的关联,为壳聚糖纳米递药系统的合理设计和安全应用提供理论基础。
英文摘要
The biological clearance process of nano drug carriers, including metabolism and excretion processes, determines carriers’ accumulation in cells and bodies, and consequently determines the biocompatibility of nano-carriers and drug delivery systems. A thorough understanding of this process is the basis for clinical application of drug delivery systems. However, till to now few systemic research was focused on the kinetics and mechanisms of this process. In this study, chitosan nanoparticles, the accumulation of which in body might bring in hepatotoxicity and pulmonary toxicity, were selected as a model of nano-carrier. Different from the single fluorescent labeling methods applied in the previous work, the nanoparticles were labeled by the near-infrared quantum dots and fluorescent probe Cy-5 simultaneously in this study, and based on the fluorescence resonance energy transfer (FRET) effect possessed by the intact nanoparticles a quantitative fluorescent method was developed to determine the biodegradation of nanoparticle. Using this method, the biological clearance kinetics and mechanisms of chitosan nanoparticles with various diameters (50-300nm) in the primary liver/lung cells, which were the main toxicity tissues, and in different tissues of mice were studied, separately. And in this work, the relationships of liver/pulmonary carrier clearance ability and tissue toxicity induced by the carrier were studied in mice. This work elucidated the whole process and final fate of chitosan nanoparticles after being administrated in both cellular and animinal levels, and clarified the effects of tissue clearance ability on tissue toxicity induced by the nano-carrier, providing important information for the design and application of chitosan nano drug delivery systems.
壳聚糖纳米递药载体的生物清除过程决定其在细胞及体内的蓄积,进而影响载体自身及递药系统的生物相容性,对该过程的深入了解是保障递药系统安全应用的工作基础。.本项目按照国家自然科学基金委员会资助项目计划书(NO.81502995)要求,顺利完成具有FRET效应的壳聚糖纳米粒的制备、壳聚糖纳米粒在小鼠巨噬细胞RAW264.7细胞和小鼠肝肿瘤细胞Hepa1-6细胞的清除动力学和机制、壳聚糖纳米粒在小鼠体内清除途径和清除动力学、壳聚糖纳米粒的肝脏组织相容性等既定研究内容。同时本项目对壳聚糖纳米粒对巨噬细胞的激活作用进行了深入探讨。主要发现如下:.1)采用反溶剂法制备壳聚糖纳米粒,相较离子胶凝法,可有效提高该纳米载体的产率、稳定性和脂溶性药物的载药量;.2)壳聚糖纳米粒可通过网格蛋白介导的吞噬途径和胞吞途径进入巨噬细胞,在巨噬细胞中部分纳米材料发生降解,部分材料可通过多囊体和溶酶体介导的外排途径从巨噬细胞中外排;.3)外排的纳米材料,可再一次被巨噬细胞吞噬,也可跨过肝窦血管内皮,被肝实质细胞以网格蛋白和小窝体介导的吞噬途径内吞,被肝实质细胞处理之后也可被再次外排出胞;.4)壳聚糖纳米粒在体内的主要清除途径为肝脏-胆汁途径,而肾脏-尿液途径对该纳米材料清除的贡献率较低;.5)动力学研究证明无论上述哪条清除途径,壳聚糖纳米粒从体内的清除都是一个缓慢的过程,其半衰期约为2个月;.6)壳聚糖纳米粒在被巨噬细胞吞噬的同时,对巨噬细胞具有反向的作用,可引起巨噬细胞分型的改变。.本项研究,开发了一种新型壳聚糖纳米载体制备工艺,提高了该载体的产率和稳定性;阐明了壳聚糖纳米载体的生物药剂学过程,证明了该载体进入生物体后可从巨噬细胞转移至肝实质细胞,进而通过胆汁-粪便途径排出体外;发现了壳聚糖纳米粒对巨噬细胞极化的调节作用,初步表明了载体本身对免疫系统具有一定影响。以上研究为纳米载体与生物体的相互作用这一基本科学问题提供了基础数据和参考依据。
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Quercetin-containing self-assemble proliposome preparation and evaluation.
含槲皮素的自组装前体脂质体的制备及评价。
DOI:
10.1080/08982104.2016.1239635
发表时间:
2017
期刊:
Journal of Liposome Research
影响因子:
4.4
作者:
[Ren Jin, Fang Zhengjie, Jiang Liqun, Du Qian]
通讯作者:
Du Qian
DOI:
10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2016.19.07
发表时间:
2016
期刊:
中国医院药学杂志
影响因子:
--
作者:
[姜力群, 王婷玉, 许小艺, 朱伊婷, 刘子琪, 刘振南, 陈稀琪, 郑春丽, 朱家壁]
通讯作者:
朱家壁
A dabigatran etexilate phospholipid complex nanoemulsion system for further oral bioavailability by reducing drug-leakage in the gastrointestinal tract
达比加群酯磷脂复合物纳米乳剂系统,通过减少胃肠道中的药物泄漏来进一步提高口服生物利用度。
DOI:
10.1016/j.nano.2017.08.009
发表时间:
2018-06-01
期刊:
NANOMEDICINE-NANOTECHNOLOGY BIOLOGY AND MEDICINE
影响因子:
5.4
作者:
[Ge, Liang, He, Xinyi, Zheng, Chunli]
通讯作者:
Zheng, Chunli
Intracellular disposition of chitosan nanoparticles in macrophages: intracellular uptake, exocytosis, and intercellular transport.
壳聚糖纳米颗粒在巨噬细胞中的细胞内分布:细胞内摄取、胞吐作用和细胞间运输。
DOI:
10.2147/ijn.s142060
发表时间:
2017
期刊:
International journal of nanomedicine
影响因子:
8
作者:
[Jiang LQ, Wang TY, Webster TJ, Duan HJ, Qiu JY, Zhao ZM, Yin XX, Zheng CL]
通讯作者:
Zheng CL
DOI:
10.16522/j.cnki.cjph.2016.06.012
发表时间:
2016
期刊:
中国医药工业杂志
影响因子:
--
作者:
[姜力群, 葛志华, 王婷玉]
通讯作者:
王婷玉
共 8 条
胆固醇/Ca²⁺/仿生脂质诱导AEC2-EVs原位分泌有效干预治疗高原肺水肿
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批准号:82574319
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2025
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负责人:姜力群
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依托单位:
国内基金
海外基金