Adv Sci丨温州医科大学张纯武等团队合作研究提出单次超长时间抗炎多酚胶囊重塑微环境加速骨关节炎愈合

学术   2024-11-20 22:28   浙江  


iNature

骨关节炎(OA)是一种常见的慢性炎症性疾病,可导致残疾和死亡。现有的治疗药物往往需要频繁使用,这可能导致耐药性和长期副作用。多酚具有抗炎和抗氧化的潜力。然而,它们受到半衰期短和生物利用度低的限制。

2024年11月18日,温州医科大学张纯武,山东第一医科大学Li Lianxin,中国科学院昝兴杰共同通讯Advanced Science 在线发表题为Ultra-Long-Term Anti-Inflammatory Polyphenol Capsule to Remodel the Microenvironment for Accelerating Osteoarthritis Healing by Single Dosage的研究论文。该研究提出了一种新型的纯多酚缓释胶囊,该胶囊通过疏水键和氢键自组装而成。

该胶囊增强细胞摄取,清除活性氧和活性氮,减少炎症标志物,并通过抑制p38 MAPK途径重塑OA微环境。该胶囊克服了多酚半衰期短、生物利用度低的局限性,在小鼠和犬OA模型中实现了单剂量治愈,为OA修复提供了最佳的治疗窗口期。这些胶囊具有制作简单、给药方便、多酚成分纯等优点,在骨关节炎和慢性炎症性疾病的临床治疗中具有很大的潜力。

骨关节炎(OA)是一种以关节软骨退行性变和周围组织炎症反应为特征的慢性炎症性疾病,可导致不可逆转的损伤和高死亡率,严重影响患者的生命并给公共卫生系统带来负担。活性氧(ROS)过多和炎症微环境在OA发病中起核心作用,ROS直接攻击关节软骨细胞,激活炎症细胞,导致关节软骨结构损伤,炎症介质释放,破坏关节软骨。骨关节炎患者抗氧化能力不足,无法有效清除过量的ROS,导致持续的氧化应激和病情恶化。

临床上,小分子药物如阿司匹林、布洛芬和萘普生,通常通过阻断促炎细胞因子、蛋白酶和炎症信号来治疗骨关节炎。然而,这些药物的半衰期短,需要频繁给药,影响患者的依从性、疗效和治疗时间,长期使用可能导致耐药和副作用。虽然纳米递送系统可以改变药物的药代动力学,但它们仍然不能满足骨关节炎的长期抗炎需求。因此,迫切需要新的策略来实现抗炎药物的长期持续释放,以有效控制骨关节炎,减少并发症。众所周知,多酚具有抗炎和抗氧化的特性,在8000多种化合物中都有发现。多酚通过清除活性氧、保护细胞膜功能和结构、抑制炎症相关酶活性等多种途径发挥抗炎作用。最近的研究表明,茶多酚调节多种细胞内信号通路,如MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)、PI3K/Akt(磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B)和NF-κB(活化B细胞的核因子κ轻链增强子)。然而,游离多酚类药物在口服或关节内递送药时,与小分子药物类似,难以避免其局限性,导致治疗效果不佳。

PC胶囊治疗ROS相关疾病的示意图(图源自Advanced Science 

多酚可以与广泛的分子相互作用,并可以纳入多种输送系统,以提高稳定性和生物利用度。尽管OA治疗取得了进展,但多酚传递系统不会延长药物代谢,需要多次给药。多酚的输送需要使用赋形剂,这可能会引起对副作用和生物安全的担忧。满足OA修复长期需要的关键是增加细胞对多酚的摄取和持续释放,恢复其生物活性。然而,现有的战略很难做到这一点。此外,多酚与包封材料的相互作用可能会影响OA中较少涉及的多酚信号通路。

研究提出了一种高效的策略,通过基于模板的一步法制备原花青素(PC)胶囊,而不捕获底物或金属离子。研究表明,该多酚胶囊具有良好的生物储存活性,可连续数月释放多酚。更重要的是,多酚胶囊可以有效地跨细胞膜运输,并通过调节与炎症反应密切相关的MAPK信号通路,在多种细胞模型中发挥强大的抗炎作用。该策略有望在单次给药后提高多酚的生物利用度,并重塑小鼠模型和狗模型中OA周围的微环境。


参考消息:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202407425

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