大黄酸-甲氨蝶呤固体脂质纳米粒通过内质网应激介导的细胞凋亡改变佐剂性关节炎的进展

Rhein methotrexate-decorated solid lipid nanoparticles altering adjuvant arthritis progression through endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis.

作者信息Wessam M El-Refaie, Mostafa S Ghazy, Fady A Ateyya, Eman Sheta, Mohanad Y Shafek, Mahmoud S Ibrahim, Mahmoud Ma Ismail, Mennatallah A Gowayed
PMID37526838
发布时间2023-12
DOI10.1007/s10787-023-01295-w

实验完整度

体外表征(粒径、包封率、释放、稳定性等)与体内动物模型(佐剂性关节炎)结合,包含组织病理、电镜及分子机制验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠佐剂性关节炎模型 RH-MTX-SLNs制剂

重点核对

大鼠品系、性别、体重、周龄:Sprague-Dawley雄性,160-200 g,7周龄 AA诱导方法:0.1 ml热灭活Mycobacterium butyricum(12 mg/ml)于不完全弗氏佐剂中,尾根部皮内注射 给药方案:从第14天至第28天,每周3次(MTX除外,MTX为1 mg/kg/周,腹腔注射) 药物剂量:RH 10 mg/kg,MTX 150 μg/kg 检测终点:足肿胀、关节宽度、关节炎评分、血清TNF-α和IL-1β、滑膜Bcl-2/Bax、ATF6/CHOP表达

摘要

甲氨蝶呤(MTX)和双醋瑞因(DIA)是用于治疗类风湿关节炎(RA)的两种最有效的改善病情抗风湿药。DIA在许多病例中出现了一些胃肠道和肝胆表现。它在肝脏中生物转化为活性代谢物大黄酸(RH),其具有优异的抗炎活性和较低的副作用。然而,RH的疏水性和低生物利用度不利于其在RA中的应用。本研究旨在将RH与MTX联合应用于靶向固体脂质纳米粒(RH-MTX-SLNs)中,以获得更好的疗效,并阐明其可能的机制途径。制备了RH-MTX-SLNs并评估其质量属性。在佐剂性关节炎动物模型中体内评估了该制剂的效果,研究了内质网应激(ERS)诱导的细胞凋亡的作用。结果表明,RH-MTX-SLNs处于合适的纳米尺寸范围,具有高负zeta电位,表明具有良好的稳定性。在体内,RH-MTX-SLNs显著改善了所有测量的炎症和关节炎标志物,并通过关节的电子显微镜和组织学检查证实。此外,该制剂能够改变ERS介导的细胞凋亡。总之,RH-MTX-SLNs可代表RA的一种有前景的治疗方法,显示出显著的抗关节炎活性。

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
将大黄酸(RH)与甲氨蝶呤(MTX)共同负载于固体脂质纳米粒(SLNs)中,能否提高RA治疗效果,并探索其是否通过调节内质网应激(ERS)诱导的细胞凋亡发挥作用。
核心机制
RH-MTX-SLNs通过降低内质网应激传感器ATF6和促凋亡因子CHOP的表达,并降低Bcl-2/Bax比值,从而诱导滑膜细胞凋亡,缓解炎症和关节损伤。
主要证据
在佐剂性关节炎大鼠模型中,RH-MTX-SLNs显著减少足肿胀、关节评分和炎症因子(TNF-α、IL-1β),并改善组织病理和电镜表现;同时显著降低ATF6和CHOP表达、降低Bcl-2/Bax比值。
研究意义
RH-MTX-SLNs有望成为活动性RA患者的治疗选择,其通过缓解炎症应激和软骨表面再生发挥作用。

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

制备与表征SLNs

制备RH-MTX-SLNs并评估其理化性质,确保纳米粒适合口服给药。

采用改良高剪切均质法制备SLNs,测定粒径、Zeta电位、PDI、包封率,并通过TEM和FTIR表征形态和药物与辅料的相互作用。

2

体外药物释放和稳定性研究

评估SLNs中药物的释放行为和储存稳定性。

使用透析袋法在PBS (pH 6.8) + 20%乙醇中测定RH和MTX的体外释放;在4°C储存3个月后监测粒径、Zeta、PDI和包封率的变化。

3

佐剂性关节炎模型的建立与分组处理

建立AA大鼠模型,并比较不同治疗组的疗效。

大鼠尾根部注射热灭活结核分枝杆菌不完全弗氏佐剂诱导AA,13天后分组给药,测定足肿胀和关节炎评分。

4

炎症和细胞凋亡相关指标检测

评估治疗对炎症因子和内质网应激介导的细胞凋亡的影响。

测定血清TNF-α、IL-1β水平,滑膜组织中Bcl-2、Bax蛋白水平,以及ATF6和CHOP的基因表达。

5

关节组织学与超微结构评估

通过组织病理和扫描电镜评估关节组织损伤和修复情况。

取胫跗关节进行H&E染色和组织学评分,以及扫描电镜观察关节软骨表面超微结构。

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
Precirol ATO5(甘油棕榈酸硬脂酸酯)Baoji Guokang Biotechnology Co., LTD--
Lecinol(氢化卵磷脂)Baoji Guokang Biotechnology Co., LTD--
泊洛沙姆188Baoji Guokang Biotechnology Co., LTD--
大黄酸Baoji Guokang Biotechnology Co., LTD--
甲氨蝶呤Baoji Guokang Biotechnology Co., LTD--
ULTRA-TURRAX T25 均质机IKA--
Zetasizer Nano ZS 纳米粒度仪Malvern--
透射电子显微镜JEOL--
Affinity-1 红外光谱仪Agilent Technologies--
VISKING 透析袋(截留分子量12-14 kDa)SERVA--
不完全弗氏佐剂Sigma Aldrich--
丁酸分枝杆菌Difco Laboratories--
大鼠TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R2856
大鼠IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0012
大鼠Bcl-2 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0096
大鼠Bax ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0098
TRIzol Plus RNA 纯化试剂盒Thermo Fisher Scientific12183555
Rotor-Gene RT Mix 试剂盒Qiagen204772
Rotor-Gene Q 实时荧光定量PCR仪Qiagen--
QuantiTect SYBR Green PCR 预混液Qiagen--
JSM-IT200 扫描电子显微镜JEOL--

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
SLNs制备
脂质相组成和浓度、水相组成和浓度、均质转速和时间、超声时间、药物浓度(RH 1 mg/ml, MTX 15 µg/ml)
阅读提示:Methods 中 'Preparation of RH-MTX solid lipid nanoparticles' 部分
体外表征
粒径、Zeta电位、PDI、包封率测定条件(离心速度、时间、温度);释放试验条件(介质、温度、转速、取样时间点)
阅读提示:Methods 中 'In-vitro characterization of the prepared SLNs' 部分
动物模型
大鼠品系、性别、体重、周龄、饲养环境;AA诱导方法(佐剂组成、注射剂量、途径);分组、给药剂量和方案(时间、频率、途径)
阅读提示:Methods 中 'Animals' 和 'Animal experiment' 部分
炎症指标
血清TNF-α和IL-1β测定方法(ELISA试剂盒货号);胫跗关节组织处理方法
阅读提示:Methods 中 'Serum parameters' 和 'Tissue parameters' 部分
机制检测
ATF6和CHOP基因表达检测方法(RNA提取、反转录、qPCR条件);Bcl-2和Bax蛋白测定方法
阅读提示:Methods 中 'Determination of gene expression in synovial tissues' 和 'Tissue parameters' 部分
组织病理和电镜
组织固定、切片厚度、染色方法、评分标准;扫描电镜操作参数(加速电压等)
阅读提示:Methods 中 'Histopathological study' 和 'Scanning electron microscopy' 部分