基于四面体框架核酸的适配体介导肝靶向姜黄素递送系统用于非酒精性脂肪性肝病

Aptamer-mediated liver-targeted curcumin delivery system based on tetrahedral framework nucleic acids for NAFLD.

作者信息Shaoyun Chen, Yuchen Liu, Siying Ma, Lin Chen, Liping Zhou, Jiawen Wang, Yingying Huang, Zhiling Yu, Xiaobing Dou
PMID41208249
发布时间2025-12-31
DOI10.1080/10717544.2025.2576222

实验完整度

体外SELEX筛选、tFNAs组装及表征、细胞结合验证、体内动物模型药效评估和靶向验证,包含功能与机制验证。

主要模型

AML12小鼠肝细胞 RAW264.7小鼠巨噬细胞 GES-1人胃黏膜上皮细胞 高脂饮食诱导的C57BL/6小鼠NAFLD模型

重点核对

SELEX筛选适配体M15B,以AML12为阳性靶标,RAW264.7为阴性靶标 tFNAs组装的正确性通过PAGE和TEM验证 姜黄素封装后水溶性>50 μg/mL,4°C储存14天药物泄漏率<1% 体内实验中,C57BL/6小鼠分为8组,每组6只,高脂饮食诱导NAFLD模型,尾静脉注射给药 肝靶向验证:CY5标记的靶向tFNAs在小鼠肝脏和肾脏中荧光强度显著增强

摘要

姜黄素以其抗炎、抗氧化和保肝作用而闻名,并被认为可改善肥胖和糖尿病。尽管其具有相当大的治疗潜力,但由于水溶性差和化学不稳定性,姜黄素的临床实用性受到其次优生物利用度的阻碍。因此,开发提高姜黄素水溶性、稳定性并最终提高其生物利用度的策略一直是深入研究的焦点。本研究利用四面体框架核酸(tFNAs),一种相对简单的DNA纳米结构,来封装姜黄素。同时,通过SELEX(指数富集配体系统进化)方法获得了用于肝脏特异性靶向的新型适配体。通过利用适配体和tFNAs的独特性质,构建了一种适配体介导的肝靶向姜黄素递送系统,旨在为非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)提供更有效的治疗方法。这种创新的递送平台不仅显著提高了姜黄素的溶解度和稳定性,而且显著增强了其在NAFLD中的治疗效果。这项研究不仅为姜黄素的递送提供了一种新方法,也为NAFLD提供了一种新的治疗模式。此外,这项研究的意义不仅限于姜黄素,还为其他药物分子的肝靶向递送提供了蓝图。

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
如何提高姜黄素的水溶性和稳定性,并实现肝靶向递送,以增强其对非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的治疗效果?
核心机制
姜黄素通过疏水相互作用嵌入DNA四面体的疏水空腔,形成封装结构,提高溶解度和稳定性;适配体介导tFNAs靶向肝细胞,并通过内吞作用进入细胞,实现肝靶向递送。
主要证据
SELEX筛选出对AML12细胞具有特异性识别能力的适配体M15B;PAGE和TEM验证tFNAs结构;体外实验显示封装后姜黄素溶解度>50 μg/mL,4°C下14天药物泄漏率<1%;体内实验显示靶向tFNAs封装姜黄素显著降低HFD小鼠体重、肝脏重量、脂肪组织重量、肝TG和血浆TC水平,并且CY5标记的靶向tFNAs在肝脏中积累。
研究意义
本研究建立的基于tFNAs的适配体介导肝靶向递送平台不仅提高了姜黄素对NAFLD的临床适用性,还为其他疏水性药物的肝靶向递送提供了新策略和蓝图。

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

筛选肝靶向适配体

获得能够特异性识别肝细胞的适配体,用于后续靶向递送

以AML12小鼠肝细胞为阳性靶标,RAW264.7小鼠巨噬细胞为阴性靶标,通过SELEX方法进行15轮筛选,获得适配体M15B。并用FAM标记合成M15BF探针,通过流式细胞术验证其特异性。

2

构建并表征tFNAs

构建四面体框架核酸(tFNAs)并验证其结构

设计四条单链DNA(TF1、TF2、TF3、TF4A/TF4B),通过加热至90°C变性后缓慢退火自组装形成tFNAs。用PAGE和TEM表征结构。

3

封装姜黄素并评估溶解度与稳定性

评估tFNAs封装姜黄素的溶解度提升和稳定性改善效果

将过量姜黄素与tFNAs混合,通过加热和离心获得上清液,用HPLC测定姜黄素浓度。储存于4°C和25°C,监测药物泄漏率。

4

构建靶向tFNAs并验证体外靶向性

将适配体偶联到tFNAs上,并验证其靶向AML12细胞的能力

将适配体M15B的3'端添加18nt尾巴形成M15BT,与靶向tFNAs的尾端互补配对结合。用CY5标记tFNAs,分别与AML12、RAW264.7和GES-1细胞孵育,通过流式细胞术和显微镜成像检测荧光强度。

5

体内疗效评估

评估靶向tFNAs封装姜黄素对高脂饮食诱导的NAFLD小鼠的治疗效果

将48只雄性C57BL/6小鼠随机分为8组,高脂饮食喂养13周,从第2周开始隔天尾静脉注射药物。检测体重、肝脏重量、脂肪组织重量、肝组织TG、血浆TG、TC、ALT和AST水平。

6

体内靶向性验证

验证靶向tFNAs在体内的肝脏靶向能力

用CY5标记靶向tFNAs(TF1和TF3),尾静脉注射后1小时处死小鼠,采集各器官并检测荧光信号。

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
姜黄素Hangzhou Bangyi Chemical Co., Ltd.--
氯化镁----
AML12细胞系Pricella Biotechnology Co., Ltd.CL-0602
RAW264.7细胞系Pricella Biotechnology Co., Ltd.CL-0190
GES-1细胞系BOSTER Biological Technology Co., Ltd.GX-0080
Welchrom® C18色谱柱Welchrom--
EMLA乳膏----
GraphPad Prism 9.0GraphPad Software--
SPSS 26.0IBM--

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
适配体筛选
SELEX筛选轮数(15轮);阳性靶标为AML12细胞,阴性靶标为RAW264.7细胞;验证方法为流式细胞术检测FAM标记适配体的荧光强度。
阅读提示:见Section 3.2,Figure 2
tFNAs组装及姜黄素封装
DNA序列设计(TF1、TF2、TF3、TF4A/TF4B);组装条件(90°C加热10分钟,冰浴2分钟);姜黄素封装浓度(50 μg/mL);HPLC标准曲线(y=0.7187x,R2=0.9991)。
阅读提示:见Section 2.2, 3.3, Figure 3, 4
细胞靶向验证
细胞系(AML12、RAW264.7、GES-1);荧光标记(CY5);孵育时间(文中未明确说明);流式细胞术检测。
阅读提示:见Section 3.5, Figure 7, S6
动物模型建立与给药
小鼠品系(C57BL/6,雄性,20±0.5 g);分组(8组,每组6只);饮食(60%高脂);给药方式(尾静脉注射,10 μL/g体重);给药频率(隔天一次);实验周期(13周)。
阅读提示:见Section 2.4, Table 1
生化指标检测
检测项目(体重、肝脏重量、脂肪组织重量、肝TG、血浆TG、TC、ALT、AST);检测方法(生化分析法);样品采集(血液、肝脏、脂肪)。
阅读提示:见Section 2.4, 3.4, Figures 5, 6