开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、简介
心血管疾病是世界上导致死亡人数最多的疾病,且发病率逐年上升,是近几年来科学研究的热点和重点。心血管疾病种类很多,涉及一个共同的病理改变即动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)。AS是多种诱因导致的疾病,发生机制十分复杂。其发病机制相关的学说主要有脂质浸润学说、炎症学说、氧化应激反应学说、感染学说、遗传-环境因素相互作用学说等[1]。其中,炎症和氧化应激被认为是AS的核心发病机制。从炎症角度解释粥样斑块的形成过程,在AS斑块形成时,沉积于动脉内膜下修饰的LDL(如ox-LDL)是刺激炎症发生的最主要因素,其可以造成内皮细胞损伤,使其某些生物学行为发生病变,包括:粘附分子和趋化因子表达增高;抗细胞粘附和抗氧化功能降低;抗凝机能减弱,易于促发凝血;表达一些活性分子,如细胞因子和生长因子等[2]。这些病变的结果可诱导单核细胞进入内膜,分化为巨噬细胞后大量吞噬沉积在内膜中的ox-LDL,导致泡沫细胞的形成。另外,内皮下巨噬细胞可以在胆固醇的刺激下发生凋亡,凋亡细胞释放出来的胆固醇参与了斑块中央粥样物质的形成,也可形成结晶,并且吸引更多的巨噬细胞,加重斑块内的炎症反应,如此形成恶性循环。内膜中巨噬细胞作为脂质代谢异常和炎症反应的调节器参与了AS斑块形成的各个阶段,是AS过程的主要参与者。因此,AS斑块内的巨噬泡沫细胞是AS治疗的重要靶点[3]。
近年来,随着人们对AS这一疾病的了解不断深入,抗AS药物也不断发展。目前临床应用的抗AS药物种类较多,按作用机制主要分为以下几类:(1)调血脂药,如苯氧酸类、烟酸类、他汀类等;(2)抗氧化剂,如维生素 E、beta;-胡萝卜素等;(3)动脉内皮保护药,如硫酸多糖类的肝素、硫酸葡聚糖等;(4)抗血小板药与纤维蛋白溶解药,如阿司匹林、前列环素等[4]。其中他汀类药物是羟甲戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA)抑制剂,可通过竞争性抑制HMG-CoA还原酶,使HMG-CoA向甲基二羟戊酸转化减少,从而减少LDL-C的生物合成,达到抗AS的心血管保护功能,是目前使用最广泛的心血管治疗药物。有文献报道[5]他汀类药物还具有非降脂作用,包括抑制平滑肌细胞增殖,稳定斑块,改善血管内皮功能,保护神经和血栓等作用,并且该非降脂作用是直接在AS斑块上发挥作用。辛伐他汀(simvastatin,ST)是一种含有不活泼内酯结构的他汀类药物,在水中溶解度极低。ST目前在临床应用上主要有片剂、胶囊、滴丸、分散片等口服制剂,然而ST的溶解度低且具有较强的首过效应,导致药物不仅口服吸收差,生物利用度低,而且到达AS斑块的药量低[6]。若想达到治疗AS斑块的有效剂量,需服用过量的药物,但是这样会导致一系列的不良反应,比如胃肠道反应,肌病、肝损害、神经系统反应等,且这些不良反应具有剂量依赖性。因此,我们需要找到合适的载体将ST直接递送到AS斑块处,以期达到理想的治疗效果。
高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)是血浆中一种高度异质性的内源性蛋白颗粒,主要由磷脂、胆固醇、甘油三酯和载脂蛋白(apolipoprotein A-I,apoA-I)等多种成分构成,粒径在7-13nm范围内,根据电泳迁移行为可分为几种亚型,主要包括:①alpha;型,包括球形 HDL2 和HDL3;②beta;型,包括盘状HDL、载脂较少的apoA-I,以及游离的不载脂apoA-I。其中apoA-I是由243个氨基酸组成的单一多肽,其最初由肝脏和肠分泌,然后结合外周的脂质和胆固醇形成新生d-HDL[7]。d-HDL表面的apoA-I能够激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶(lecithin cholesterol acyltransferase,LCAT),催化d-HDL表面游离胆固醇的酯化成疏水的胆固醇酯迁移到脂质核心区域,逐渐形成由甘油三酯和胆固醇酯(cholesterol esters,CE)组成的疏水核心,d-HDL随即变构形成成熟球状HDL(spherical HDL,s-HDL)。s-HDL通过其表面的apoA-I特异性识别肝脏上的清道夫受体家族B亚族I型受体(scavenger receptor-BI,SR-BI),将CE等脂质转运到肝脏进行代谢,完成胆固醇从外周组织转运到肝脏代谢,此过程即为胆固醇逆转运(Reverse cholesterol transport,RCT)。RCT可减少胆固醇在动脉管壁的沉积,是HDL发挥生理功能的关键步骤,对AS及冠心病的预防有一定作用[8]。此外HDL还具有改善内皮功能异常、抗氧化效应等生理作用。值得注意的是,SR-BI是CD36超家族的一员,在AS斑块内聚集的巨噬泡沫细胞膜表面高度表达,因此可作为AS靶向治疗的靶点。
重组高密度脂蛋白( reconstituted HDL,rHDL)是一类模拟内源性HDL性质与功能的一类载体,具有与内源性HDL相似的两种构造,包括盘状rHDL和球状rHDL。作为功能性药物载体有诸多优势,rHDL具有如下优势:①具有与内源性HDL相似的RCT功能;②可在体内降解,不引起免疫排斥性;③能够降低被网状内皮系统识别;④能作为疏水药物的微型储库,它们的亲水外层保护装载药物不受生理环境破坏[9]。因此rHDL是一种比较好的运载工具,广泛应运于医药的发展。通过构建壳核型rHDL(由功能性疏水核心和磷脂双分子层组成,并在磷脂层中插入apoA-I,用于靶向识别AS斑块处的巨噬泡沫细胞表面的SR-BI受体),对AS治疗具有极大的潜在优势[10]。但rHDL也存在一些不足之处,apoA-1能与巨噬细胞上的SR-BI以高亲和力结合,然而SR-BI不仅在动脉粥样硬化病变的巨噬细胞是过表达,还在肝细胞膜表面中大量存在,不可避免地导致外源添加的rHDL聚集在肝脏,使装载药物的rHDL被肝脏摄取代谢,因此在肝脏组织中也能检测出rHDL所装载的药物[11]。如何减少rHDL所装载的药物被肝脏吸收,有效增加运输的药物顺利到达动脉粥样硬化病变斑块区的几率,提高药物在体内中的存留时间,减少对肝脏的摄取和损伤,是现今临床领域仍需要克服的问题。
聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯(D-a-tocopherolpolyethyleneglycol 1000 succinate,TPGS)是天然维生素E的水溶性衍生物,由亲水的聚乙二醇( PEG )与亲脂的生育酚琥珀酸酯(TAS)发生酯化反应而得,同时兼具了PEG和生育酚的生理活性。由于它既有生育酚亲脂基团,又含有聚乙二醇长链的亲水基团,故具有表面活
性剂的性质,可以作为乳化剂、增溶剂等。有研究表明[12],它作为一种高效的乳化剂制备的纳米粒,对药物有着很高的包封率和很强的细胞摄取能力。TPGS亦有提高抗氧化能力,增加药物稳定性,促进药物的渗透和吸收等作用。另外,通过TPGS修饰的药物可以自组装成为胶束,明显阻碍体内的酶对药物的降解作用,使药物在体内实现长循环[13]。因此,我们可以通过用TPGS修饰rHDL纳米粒,使其具有以上优点,提高药物的生物利用度。
二、研究概况
TPGS作为一种重要的药用辅料, 在药学领域应用广泛。近年来, TPGS 已用于制备载体前体药物、胶束和固体分散体, 修饰脂质体, 并作为增溶剂、渗透促进剂、乳化剂、吸收促进剂等广泛应用于制剂研究中。
