血脑屏障主要由内皮细胞、基底膜和星形胶质细胞终足等组成，用于维持大脑内环境稳态，对于物质进出具有高选择性。由于血脑屏障的存在，只有少数药物可以从外周血入脑 [1]。这是脑癌、阿尔茨海默病和帕金森病等中枢神经系统疾病药物研发极具挑战性的重要原因之一 [3]。淀粉样蛋白β（Amyloid β，Aβ）通过与载脂蛋白形成分子伴侣，能够跨越血脑屏障进行转运[4]。团队前期研究将Aβ提取的活性片段SP肽修饰在脂质体上，通过在体内吸附载脂蛋白自组装形成体内功能化蛋白冠，靶向BBB上载脂蛋白受体，从而将药物携载入脑 [2]。天然L肽易受内源酶的降解作用，影响功能化蛋白冠的稳定性，进而影响SP-sLip的体内性能。针对上述问题，本研究设计了D型氨基酸逆序异构的DSP肽，以修饰脂质体药物，提升靶向递药系统的整体性能。
该研究针对L型SP多肽易聚集和易降解的问题，设计了D型多肽（图2a）。多肽在双蒸水、磷酸缓冲液和生理盐水三种不同缓冲液中的聚集指数表明，相同浓度的DSP肽在三种溶液中均表现出低聚集倾向（图2b）；逆序D肽在对抗氨肽酶M降解上具有优势，DSP和DSP修饰的脂质材料在酶溶液中具有更高稳定性（图2c&d）。以往研究表明，多肽配体的聚集和降解会降低递药系统的靶向功能，多肽聚集后更易被清除，并可能会掩盖其结合域，从而降低其生物活性；多肽降解将造成靶向失活 [5]。因此，DSP-sLip通过降低多肽配体的自聚性，有利于综合性改善递药系统性能。
长循环阿霉素脂质体（sLip/Dox）是常见的市售纳米药物。该团队在脂质体表面修饰DSP肽在构建了脑靶向阿霉素脂质体DSP-sLip/Dox，并使用透射电镜表征了其稳定性。结果表明DSP-sLip/Dox可在4℃ 稳定保存超过两周，显著优于SP-sLip/Dox（图3a）。
该团队进一步评价了DSP-sLip的脑靶向性能，使用DiI荧光探针标记脂质体评价DSP-sLip在健康小鼠上的脑分布，结果显示DSP-sLip和SP-sLip在给药后4-8小时均增强了脂质体的脑分布（图4a&b）。进一步采用LC-MS/MS测试包载阿霉素的DSP-sLip在U87脑胶质瘤的荷瘤裸鼠上的药物递送能力。SP-sLip和DSP-sLip均能显著增强Dox在胶质瘤中的蓄积（图4c&d）。结果显示：与sLip相比，SP-sLip在胶质瘤中的Dox积累增加了161.12%，而DSP-sLip则增加了248.34%。这种趋势在肿瘤与非肿瘤部位的Dox相对积累量上更为明显。与sLip相比，SP-sLip的肿瘤/非肿瘤脑区相对积累量增加了533.3%；相比之下DSP-sLip 则显著增加了1088.06%。可能是由于DSP-sLip/Dox的循环时间延长以及脂质体在肿瘤中的渗透性和滞留效应增强的原因导致。上述结果表明了稳定型DSP肽配体具有与L型SP水平相当的脑靶向功能。
血药浓度-时间曲线的结果表明，与SP-sLip相比，DSP-sLip在血液中的循环时间更长（AUC0-24h, 1070±34.0 vs. 741.4±63.4 μg·mL-1·h）。这表明DSP-sLip的稳定性有利于延长其循环时间，从而为脂质体到达靶组织并蓄积提供更多的机会。此外稳定型DSP配体还改善了SP造成的肝脾蓄积问题，DSP-sLip的AUC和在肝脏/脾脏的分布与sLip相当。DSP-sLip在肝脏/脾脏中的分布较少可能得益于其自身聚集度较低，因为较大的颗粒更容易被网状内皮系统捕获。脂质体在肝脏/脾脏蓄积给机体带来代谢负担，并存在刺激免疫反应的风险，被认为不利于脂质体的靶向递送[7]。
研究亮点
稳定型D肽配体修饰的脂质体的自聚现象更少，体内外稳定性更高；
稳定型D肽配体修饰的脂质体维持载脂蛋白吸附功能，从而形成功能化的蛋白冠； 稳定型D肽配体修饰的脂质体具有更高的稳定性、更长的循环时间、更少的肝脏蓄积以及与相当的脑靶向效率。
文章信息
Volume 373, September 2024, Pages 240-251
作者信息
参考资料
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编辑 | 谢明心
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