一种稳定的来自文蛤的免疫调节肽(QLNWD)递送系统:糖基化蛋白纳米颗粒的制备与表征

A Stable Delivery System for Meretrix meretrix Derived Immunomodulatory Peptide (QLNWD): Fabrication and Characterization of Glycosylated Protein Nanoparticle.

作者信息Wanyi Wu, Zhixuan Wu, Jiamin Cai, Wenhong Cao, Haisheng Lin, Jialong Gao, Xiuping Fan, Huina Zheng, Xiaoming Qin
PMID41149587
期刊Mar Drugs
发布时间2025-09-27
DOI10.3390/md23100385

实验完整度

包含纳米颗粒制备与表征、体外释放与生物可及性、细胞活力与摄取实验,但缺乏动物体内验证,机制验证以表征和体外为主。

主要模型

BSA-DX糖蛋白纳米颗粒(GBA NPs) RAW264.7小鼠巨噬细胞系 体外模拟胃肠道消化模型

重点核对

干热反应时间:9小时(60°C,79%相对湿度) 包封策略:预载与后载 RAW264.7细胞浓度:1.0 × 10^5 cells/mL QLNWD浓度:50-800 μg/mL 模拟消化条件:SGF(胃蛋白酶2000 U/mL)2小时,SIF(胰酶100 U/mL)2小时

摘要

本研究利用牛血清白蛋白-葡聚糖偶联物(BSA-DX)经热诱导自组装制备的纳米颗粒,作为来自文蛤(Meretrix meretrix)的免疫调节肽Gln-Leu-Asn-Trp-Asp(QLNWD)的有效递送系统。研究了干热时间对糖蛋白纳米颗粒(GBA NPs)制备和特性的影响。干热9小时后获得稳定的GBA NPs(110.84 nm)。根据QLNWD的添加顺序,负载QLNWD的纳米颗粒分为两种类型:预载和后载。基于理化表征、胶体稳定性和RAW264.7巨噬细胞摄取对两种策略进行了评估。结果表明,加入QLNWD后,预载NPs和后载NPs均呈球形,粒径分别减小至105.51 nm和94.27 nm。预载NPs对QLNWD的包封率更高(87.74%),后载NPs与QLNWD的共定位能力更强(Pearson相关系数=0.95)。体外模拟胃肠道消化实验表明,预载和后载NPs的QLNWD生物可及性分别增加至47.5%和42.7%。与游离QLNWD相比,NP包封显著增强了巨噬细胞对QLNWD的摄取。因此,GBA NPs,尤其是预载方法制备的NPs,被认为是海洋生物活性肽的有前景的递送系统。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何利用糖基化蛋白纳米颗粒作为递送系统,提高海洋免疫调节肽QLNWD的口服稳定性和生物利用度,并比较不同加载顺序对纳米颗粒性能的影响?
核心机制
QLNWD通过氢键、疏水作用和静电作用与GBA NPs相互作用,以无定形状态包封于纳米颗粒中;葡聚糖冠的位阻效应保护肽免受胃肠道酶降解,并增强巨噬细胞对纳米颗粒的摄取。
主要证据
DLS和TEM显示粒径减小和球形形态;FT-IR和DSC显示分子间相互作用和无定形化;体外模拟消化实验显示预载NPs的生物可及性为47.5%,后载NPs为42.7%;CLSM和流式显示纳米颗粒显著增强RAW264.7细胞对QLNWD的摄取。
研究意义
GBA NPs,尤其是预载方法制备的纳米颗粒,作为海洋生物活性肽的口服递送系统具有潜力,为提高海洋肽药物的稳定性和生物利用度提供了优化策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

BSA-DX偶联物的合成与表征

通过美拉德反应制备BSA-DX偶联物,并表征其形成程度和结构变化。

将BSA与DX按1:2比例混合,冻干后在60°C、79%相对湿度下干热处理不同时间(0-24小时),通过DG、褐变指数、SDS-PAGE、FT-IR和荧光光谱表征偶联物形成。

2

GBA NPs的制备与优化

通过热诱导自组装制备糖蛋白纳米颗粒,并确定最佳干热时间以形成稳定均匀的NPs。

将BSA-DX偶联物分散于水中,调节pH至5.2,加热至80°C 30分钟,冰浴冷却,通过DLS和Zeta电位表征粒径和表面电荷。

3

QLNWD负载NPs的制备与表征

比较预载和后载两种加载策略对纳米颗粒理化性质、包封率和共定位能力的影响。

预载法:QLNWD与BSA-DX混合后加热;后载法:先制备NPs后吸附QLNWD。通过DLS、Zeta电位、TEM、FT-IR、XRD、DSC等表征,并计算EE和共定位系数。

4

物理稳定性评估

考察QLLNWD负载NPs在储存和不同pH条件下的稳定性。

将NPs储存在4°C下28天,定期测量粒径和PDI;在不同pH(2.0-7.0)下孵育1小时后测量粒径和PDI。

5

体外释放和生物可及性评价

评估NPs对QLNWD的持续释放性能和抵抗胃肠道酶降解的能力。

使用透析袋法在无酶SGF和SIF中测定释放曲线;在有酶模拟消化(含胃蛋白酶和胰酶)中测定生物可及性。

6

细胞毒性与细胞摄取实验

评估NPs的生物相容性及对RAW264.7巨噬细胞的摄取效率。

使用CCK-8测定细胞活力;利用CLSM和流式细胞术评价游离和负载QLNWD的NPs的细胞内摄取。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
QLNWD(谷氨酰胺-亮氨酸-天冬酰胺-色氨酸-天冬氨酸)上海强耀生物科技有限公司纯度98.46%
FITC标记的QLNWD上海强耀生物科技有限公司纯度98.56%
牛血清白蛋白北京索莱宝科技有限公司--
葡聚糖上海麦克林生化科技有限公司--
DAPI染色液上海麦克林生化科技有限公司--
唾液上海源叶生物科技有限公司--
胃液上海源叶生物科技有限公司--
肠液上海源叶生物科技有限公司--
DMEM培养基普诺赛生命科技(武汉)有限公司--
RAW264.7细胞专用培养基普诺赛生命科技(武汉)有限公司--
细胞计数试剂盒-8白鲨企业管理咨询(深圳)有限公司--
磷酸盐缓冲液Gibco, Thermo Fisher Scientific--
罗丹明B北京索莱宝科技有限公司--
紫外分光光度计Shimadzu Corporation--
凝胶成像系统Bio-Rad Laboratories--
傅里叶变换红外光谱仪BRUKER OPTICS GmbH--
荧光分光光度计Shimadzu Corporation--
恒温恒湿箱广东利佳工业有限公司--
马尔文激光粒度仪Malvern Instrument Co., Ltd.--
透射电子显微镜HITACHI High-Tech Corporation--
共聚焦激光扫描显微镜Leica Microsystems GmbH--
X射线衍射仪Rigaku Corporation--
差示扫描量热仪NETZSCH-Gerätebau GmbH--
高效液相色谱仪Waters Corporation--
流式细胞仪Beckman Coulter, Inc.--
酶标仪Thermo Fisher Scientific--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
BSA-DX偶联物制备
BSA和DX浓度、反应温度(60°C)、相对湿度(79%)、反应时间(0-24小时)
阅读提示:Methods 4.2节
GBA NPs制备
BSA-DX浓度(10 mg/mL)、pH(5.2)、加热温度(80°C)、加热时间(30分钟)
阅读提示:Methods 4.4节
QLNWD负载
预载:混合体积比1:9、室温搅拌2小时、pH 5.2、加热80°C 30分钟;后载:pH 7.0、搅拌6小时
阅读提示:Methods 4.5节及图8
体外释放
透析袋截留分子量(3500 Da)、SGF pH 2、2小时,SIF pH 7、至12小时
阅读提示:Methods 4.8.3节
生物可及性
模拟唾液、SGF(胃蛋白酶2000 U/mL)、SIF(胰酶100 U/mL)时间各2小时
阅读提示:Methods 4.8.4节
细胞活力
细胞密度(1.0×10^5 cells/mL)、孵育时间(24小时)、GBA NPs浓度(0.5-8 mg/mL)、QLNWD浓度(50-800 μg/mL)
阅读提示:Methods 4.9节
细胞摄取
细胞密度(1.0×10^5 cells/mL)、孵育时间(24小时)、FITC标记QLNWD、DAPI染色
阅读提示:Methods 4.10节