基于药物-磷脂复合物的黄芩素自微乳缓解细胞因子风暴

Baicalein self-microemulsion based on drug-phospholipid complex for the alleviation of cytokine storm.

作者信息Hengfeng Liao, Jun Ye, Yue Gao, Chunfang Lian, Lu Liu, Xiaoyan Xu, Yu Feng, Yanfang Yang, Yuqi Yang, Qiqi Shen, Lili Gao, Zhihua Liu, Yuling Liu
PMID36684101
发布时间2022-06
DOI10.1002/btm2.10357

实验完整度

包含体外Caco-2细胞摄取与转运机制、大鼠和小鼠体内分布、全身及局部细胞因子风暴模型、qPCR和Western blot机制验证。

主要模型

Caco-2细胞系 Sprague-Dawley大鼠 C57BL/6小鼠 LPS诱导的全身性细胞因子风暴小鼠模型 LPS诱导的肺部局部细胞因子风暴小鼠模型

重点核对

BAPC-SME给药剂量为80 mg/kg LPS注射剂量为5 mg/kg 地塞米松阳性对照剂量为30 mg/kg Caco-2细胞摄取实验中Cou-6标记浓度为100 ng/ml 肠系膜淋巴结分布研究中DiR剂量为1 mg/kg

摘要

细胞因子风暴是一种现象,即人体免疫系统的过度反应导致炎性细胞因子的释放,进而可能引发多器官功能障碍综合征。目前,用于治疗细胞因子风暴的现有药物疗效有限且副作用严重。在此,我们报道了一种含黄芩素的淋巴靶向自微乳化给药系统,以有效抑制细胞因子风暴。本研究制备的以磷脂复合物为中间载体的黄芩素自微乳(BAPC-SME)在给药后能自发乳化形成12 nm的水包油纳米乳。随后,BAPC-SME通过脂质阀和网格蛋白介导的内吞作用被肠上皮细胞摄取,并具有明显的肠系膜淋巴结靶向分布特征。口服BAPC-SME能显著抑制全身性细胞因子风暴小鼠血浆中14种细胞因子水平的升高:TNF-α、IL-6、IFN-γ、MCP-1、IL-17A、IL-27、IL-1α、GM-CSF、MIG、IFN-β、IL-12、MIP-3α、IL-23和RANTES。BAPC-SME还能显著改善局部细胞因子风暴小鼠的肺组织病理损伤和炎症细胞浸润。本研究不仅为治疗细胞因子风暴提供了新的淋巴靶向给药策略,而且对黄芩素自微乳治疗细胞因子风暴的临床开发具有重要的现实意义。

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
黄芩素自微乳能否通过淋巴靶向递送有效抑制细胞因子风暴及其机制如何?
核心机制
BAPC-SME通过抑制NF-κB和STAT3信号通路的激活,降低下游炎性细胞因子(如TNF-α、IL-6等)的mRNA表达,从而减轻全身性和肺部细胞因子风暴。
主要证据
在LPS诱导的全身性细胞因子风暴小鼠模型中,BAPC-SME显著降低14种血浆炎性细胞因子水平;在局部肺部模型中改善肺组织病理损伤。Western blot证实其抑制NF-κB-p65、STAT3及其磷酸化蛋白的表达。
研究意义
本研究为治疗感染相关细胞因子风暴提供了新的淋巴靶向给药策略,并为黄芩素的临床应用奠定了基础。

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

BAPC-SME的制备与表征

制备并表征以磷脂复合物为中间载体的黄芩素自微乳制剂。

通过溶剂蒸发法制备BAPC,与油酸乙酯、吐温80和Transcutol HP混合形成自微乳。测定平均粒径、Zeta电位等。

2

肠系膜淋巴结靶向分布评估

评价BAPC-SME在肠系膜淋巴结的靶向聚集特征。

大鼠口服DiR标记的BAPC-SME后采集小肠和肠系膜淋巴结进行荧光成像;小鼠口服Cou-6标记的BAPC-SME后制备淋巴结单细胞悬液,流式检测荧光强度。

3

Caco-2细胞摄取及转运机制研究

探究BAPC-SME在肠上皮细胞中的摄取途径和细胞内转运路径。

Caco-2细胞与Cou-6标记的BAPC-SME共孵育,流式检测摄取量;使用多种内吞和细胞内转运抑制剂预处理,评估对摄取的影响。

4

全身性细胞因子风暴模型建立与药效评价

建立LPS诱导的全身性细胞因子风暴模型,评价不同黄芩素制剂对细胞因子释放的抑制效果。

腹腔注射LPS诱导模型,口服给予BA、BA-SME、BAPC-SME及地塞米松对照,在不同时间点采血,检测血浆细胞因子水平。

5

肠系膜淋巴结中炎症因子表达及信号通路检测

验证BAPC-SME通过淋巴靶向抑制淋巴结中炎症因子表达及其机制。

取模型小鼠肠系膜淋巴结,qPCR检测TNF-α、IL-1β等mRNA表达;Western blot检测NF-κB和STAT3信号通路蛋白表达。

6

肺部局部细胞因子风暴模型建立与评价

评估BAPC-SME对LPS诱导的肺部局部细胞因子风暴的改善作用。

气管内注射LPS诱导局部模型,口服给予不同制剂,6小时后取肺组织进行HE染色、免疫组化和qPCR检测。

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
黄芩素南京泽朗生物科技有限公司--
大豆磷脂上海泰伟制药有限公司--
油酸乙酯江西阿尔法高科药业有限公司--
吐温80上海麦克林生化有限公司--
Transcutol HP嘉法狮--
最低必需培养基赛默飞世尔科技--
胎牛血清赛默飞世尔科技--
非必需氨基酸赛默飞世尔科技--
L-谷氨酰胺赛默飞世尔科技--
青霉素赛默飞世尔科技--
链霉素赛默飞世尔科技--
0.25%胰蛋白酶赛默飞世尔科技--
香豆素6西格玛奥德里奇--
甲基-β-环糊精西格玛奥德里奇--
盐酸氯丙嗪西格玛奥德里奇--
金雀异黄酮西格玛奥德里奇--
盐酸阿米洛利西格玛奥德里奇--
布雷菲德菌素A碧云天生物技术有限公司--
莫能菌素碧云天生物技术有限公司--
诺考达唑碧云天生物技术有限公司--
4',6-二脒基-2-苯基吲哚碧云天生物技术有限公司--
巴佛洛霉素A1美仑生物--
1,1'-双十八烷基-3,3,3',3'-四甲基吲哚菁碘化物AAT Bioquest公司--
四甲基罗丹明标记的鬼笔环肽翌圣生物科技有限公司--
IVIS Spectrum小动物活体成像系统PerkinElmer--
C6流式细胞仪BD Biosciences--
FV1000激光共聚焦显微镜Olympus--
小鼠炎症因子检测试剂盒BioLegend740446
小鼠细胞因子释放综合征检测试剂盒BioLegend741024
IL-6 ELISA试剂盒伊莱瑞特E-EL-M0021c
IL-6 ELISA试剂盒伊莱瑞特E-EL-M0044c
TNF-α ELISA试剂盒伊莱瑞特E-EL-M0049c
小鼠促炎趋化因子检测试剂盒BioLegend740451
Trizol试剂文中未明确说明--
RNeasy Mini试剂盒文中未明确说明--
EvoM-MLV反转录试剂盒文中未明确说明--
Mini-300电泳仪Major Science--
NF-κB p65单克隆抗体文中未明确说明--
NF-κB p65 (磷酸化Ser536)抗体文中未明确说明--
Stat3多克隆抗体文中未明确说明--
Stat3 (磷酸化Tyr705)多克隆抗体文中未明确说明--
IκBα (磷酸化Ser32)兔多克隆抗体文中未明确说明--
JAK2 (磷酸化Tyr1007)多克隆抗体文中未明确说明--
β-肌动蛋白单克隆抗体文中未明确说明--
Fredo多克隆兔抗小鼠IgG(H+L)抗体HRP偶联物文中未明确说明--
Fredo多克隆山羊抗兔IgG(H+L)抗体HRP偶联物文中未明确说明--
ChemiDoc Fluorescence XRS化学发光成像分析仪Bio-Rad Laboratories, 博乐生命医学产品有限公司--
抗CD3抗体文中未明确说明1:200
抗CD68抗体文中未明确说明1:200
SPSS 17.0软件IBM公司--
GraphPad Prism 7.00软件GraphPad软件公司--

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
BAPC-SME制备
BA与磷脂质量比、油相/乳化剂/助乳化剂比例、制备温度、搅拌时间
阅读提示:Materials and Methods, 2.3节
肠系膜淋巴结分布
动物品系和体重、给药剂量、取样时间点
阅读提示:Materials and Methods, 2.4节
Caco-2细胞摄取
细胞培养条件、Cou-6浓度、孵育时间、抑制剂浓度和孵育时间
阅读提示:Materials and Methods, 2.5和2.6节
全身性细胞因子风暴模型
LPS剂量、给药途径、BAPC-SME剂量、地塞米松剂量、采血时间
阅读提示:Materials and Methods, 2.7和2.8节
肠系膜淋巴结中细胞因子及信号通路
淋巴结取样时间、qPCR引物序列、Western blot抗体稀释度
阅读提示:Materials and Methods, 2.9和2.10节
肺部局部细胞因子风暴模型
LPS气管内注射剂量、给药剂量、取材时间
阅读提示:Materials and Methods, 2.11节