本发明涉及创伤性脑损伤的,尤其是指一种工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统的制备及在创伤性脑损伤神经修复中的应用。
背景技术:
1、创伤性脑损伤(traumatic brain injury,tbi)是由外力作用脑部产生的损伤,其病理生理学主要包括血脑屏障(bloodbrainbarrier,bbb)的破坏、广泛的神经炎症、神经细胞凋亡、氧化应激损伤、弥散性轴索损伤以及神经退行性病变。抑制炎症、氧化应激反应和促进神经的修复是治疗tbi继发性损伤、减少细胞联级死亡的重要策略。
2、干细胞移植法用于tbi的术后治疗,在抑制神经元凋亡、促进神经保护和功能恢复等方面取得了一定研究进展。骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,bmscs)可以通过旁分泌机制促进神经干细胞的增殖和分化,且具有抑制炎症以及免疫调控的作用。bmscs分泌的外泌体(bmscs-exo)携带蛋白质、脂类、核酸等生物功能大分子,对神经再生、功能恢复以及神经血管可塑性具有活性。白藜芦醇(resveratrol,rsv)是多酚有机化合物,具有显著的抗氧化、抗炎机制,可作用于神经元和神经胶质细胞的炎症和氧化应激损伤。
3、中枢靶向递药的纳米递药系统中,内源性、具有生物学特性的纳米载体显示出低免疫原性,天然的生物靶向性等优势,其载药性能、bbb转运效率可通过工程化的修饰提高。本研究构建一种主动转运至中枢的仿生纳米递药系统,将bmscs-exo与脂质体杂合构建囊泡载体,由bmscs-exo的生物学特性提高生物膜转运,进一步修饰功能肽angiopep-2增加bbb转运,结合bmscs-exo和rsv共同作用于损伤部位,抑制炎症和氧化应激损伤,减少神经细胞凋亡,促进神经干细胞的分化,对tbi进行协同治疗。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题,本发明提供了一种工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统的制备及在创伤性脑损伤神经修复中的应用。本发明公开了一种骨髓间充质干细胞外泌体与脂质体构建的工程化囊泡,负载白藜芦醇,并修饰脑靶向功能肽angiopep-2,构建脑靶向仿生递药系统(ang-rsv-lip-exo),主动转运至脑内并作用于损伤脑组织,结合骨髓间充质干细胞外泌体的功能核酸及白藜芦醇的作用,结合bmscs-exo和rsv共同作用于损伤部位,抑制炎症和氧化应激损伤,减少神经细胞凋亡,促进神经干细胞的分化,对tbi进行协同治疗。
2、本发明的第一个目的在于提供一种工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统,包括工程化囊泡,所述工程化囊泡中负载白藜芦醇,并在所述工程化囊泡表面修饰脑靶向功能肽angiopep-2;所述工程化囊泡由bmscs-exo与脂质体杂合构建所得。
3、在本发明中,工程化囊泡表面修饰脑靶向功能肽angiopep-2是通过插入法进行修饰。
4、在本发明的一些实施例中,所述白藜芦醇的负载量为2.68±0.08wt%。
5、在本发明的一些实施例中,所述脑靶向功能肽angiopep-2在仿生纳米药物系统中的含量为1wt%~3wt%。
6、本发明的第二个目的在于提供所述的工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统的制备方法,包括以下步骤:
7、s1、以薄膜分散-挤出法制备ang-rsv-lip:将白藜芦醇、卵磷脂、胆固醇与dspe-peg2000-angiopep-2溶解于混合溶剂中得到混合物1,避光条件下去除溶剂,加入缓冲溶液进行水化,利用脂质体挤出器反复挤出并分别过聚碳酸酯膜,得到ang-rsv-lip;
8、s2、挤出法制备ang-rsv-lip-exo:将ang-rsv-lip和bmscs-exo混合得到混合物2,通过脂质体挤出器反复挤出所得混合物2,并过聚碳酸酯膜,得到工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统(ang-rsv-lip-exo)。
9、在本发明的一些实施例中,s1步骤中,所述白藜芦醇、卵磷脂、胆固醇的质量比为(1~3):(3~9):(2~6);
10、所述dspe-peg2000-angiopep-2在混合物1中的的浓度为1wt%~3wt%;
11、所述混合溶剂包括甲醇与氯仿,所述甲醇与氯仿的体积比为(4:1)~(6:1);
12、所述缓冲溶液为pbs缓冲溶液,所述pbs缓冲溶液的ph值为7.4、浓度0.01m。
13、在本发明的一些实施例中,s2步骤中,所述ang-rsv-lip与bmscs-exo的质量比为(10:1)~(5:1);所述bmscs-exo的浓度为0.5-1.5g/l。
14、在本发明的一些实施例中,s1、s2步骤中,过聚碳酸酯膜的操作是分别过400nm聚碳酸酯膜和100nm聚碳酸酯膜的次数至少25次。
15、本发明的第三个目的在于提供所述工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统在制备治疗创伤性脑损伤药物中的应用。
16、本发明的第四个目的在于提供所述工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统在制备恢复创伤性脑损伤中运动感觉功能药物中的应用。
17、本发明的第五个目的在于提供所述工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统在制备抑制tbi后炎症反应或氧化应激损伤药物中的应用。
18、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
19、本发明制备一种间充质干细胞外泌体与脂质体的杂合囊泡载体,并修饰靶向肽angiopep-2,构建新型仿生纳米递药系统,用于创伤性脑损伤的治疗。所构建的纳米药物系统具有显著的中枢主动转运特性,和炎性靶向的特性,增加bbb转运能力,靶向于脑组织损伤部位,结合骨髓间充质干细胞外泌体和白藜芦醇的协同作用,具有抑制tbi后炎症反应、氧化应激损伤的作用,促进了神经干细胞的增殖分化,对tbi小鼠模型运动感觉功能的恢复具有显著的作用,为tbi药物治疗提供一种新的策略。
1.一种工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统,其特征在于,包括工程化囊泡,所述工程化囊泡负载白藜芦醇,并所述工程化囊泡的表面修饰脑靶向功能肽angiopep-2;所述工程化囊泡由bmscs-exo与脂质体杂合构建所得。
2.根据权利要求1所述的工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统,其特征在于,所述白藜芦醇的负载量为2.68±0.08wt%。
3.根据权利要求1所述的工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统,其特征在于,所述脑靶向功能肽angiopep-2在仿生纳米药物系统中的含量为1wt~3wt%。
4.权利要求1-3中任一项所述的工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,s1步骤中,所述白藜芦醇、卵磷脂、胆固醇的质量比为(1~3):(3~9):(2~6)。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述dspe-peg2000-angiopep-2在混合物1中的浓度为1wt%~3wt%;
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,s2步骤中,所述ang-rsv-lip与bmscs-exo的质量比为(10:1)~(5:1);所述bmscs-exo的浓度为0.5-1.5g/l。
8.权利要求1-3中任一项所述工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统在制备治疗创伤性脑损伤药物中的应用。
9.权利要求1-3中任一项所述工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统在制备恢复创伤性脑损伤中运动感觉功能药物中的应用。
10.权利要求1-3中任一项所述工程化骨髓间充质干细胞外泌体仿生纳米药物系统在制备抑制tbi后炎症反应或氧化应激损伤药物中的应用。