近日，中国热科院南亚所旱作新材料研究室在纳米缓控释药物载体新材料领域取得新进展。该研究从两亲性纳米胶束壁材的合成、载药纳米胶束的制备及其结构性能表征、载药纳米胶束的抗炎和抗氧化作用等方面，系统解释了载药纳米胶束对提高疏水性药物的稳定性和细胞摄取效率的关键作用机制。
大分子药物的理化稳定性和生理活性与其分子结构息息相关，但是其特定的分子结构导致其水溶性大幅度下降，严重影响其在医药、化妆品或功能性食品等领域的应用。以槲皮素（QCT）为例，它是人类日常饮食中最重要的黄酮类化合物之一，但是QCT具有多个活性羟基的二维分子结构使得其水溶性差，因此限制了QCT的广泛应用。高分子聚合物药物胶束载体的稳定性好、载药能力强、粒径小，能在提高药物水溶性的同时保持其生理活性，是一类很有潜力的药物传输系统。在团队前期的研究基础上，该研究利用化学偶联法将巯基小分子L-半胱氨酸和疏水链十八胺接枝到羧甲基葡聚糖侧链上，合成了具有两亲性的双接枝葡聚糖衍生物，接着以改性葡聚糖作为壁材，以槲皮素为芯材，采用超声自组装的方法制备了槲皮素载药纳米胶束(QNMs)，在保持槲皮素生理活性的同时显著提高了其水溶性、光稳定性和细胞摄取效率。研究结果表明，QNMs在模拟胃液和模拟肠液中均能缓慢释放，体外缓释机理符合non-Fickian模式。相比QCT原药，纳米包埋对QCT的光稳定性提高了58.13%，使其具有更好的PTIO·、·OH和·O2-自由基清除能力，更能有效下调促炎因子和上调抗炎因子的表达。其中，经巯基化改性后的壁材对提高QNMs的细胞摄取效率起到重要作用。本研究对疏水性药物新剂型的研发具有重要的理论指导意义，为纳米医药、纳米农药、纳米兽药、纳米保鲜剂和纳米化妆品等的产品的开发提供技术支撑。
图1 两亲性葡聚糖和载药纳米胶束的合成机理；载药纳米胶束的抗炎和抗氧化
图2 QCT和QNMs对 LPS 诱导的 RAW264.7巨噬细胞中 ROS 产生的影响（A、B）；RAW264.7 巨噬细胞对QCT（C）和QNMs（D）的细胞摄取结果。
该研究成果以“Dual-grafted dextran based nanomicelles: Higher antioxidant, anti-inflammatory and cellular uptake efficiency for quercetin”为题在国际top期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院JCR一区，2021年IF=8.025）在线发表。中国热科院南亚所何祖宇助理研究员和刘运浩助理研究员为论文共同第一作者，李普旺研究员和杨子明副研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了海南省自然科学基金项目（NO.421MS078, 221QN0920）、中央级基本科研业务费专项（NO.1630062022016, NO.1630062022023）、国家重点研发计划（NO.2020YFD1000604）、湛江市科技计划项目（NO.2020A03018）等经费的支持。
文章链接： DOI：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.10.222
近日，中国热科院南亚所旱作新材料研究室在纳米缓控释药物载体新材料领域取得新进展。该研究从两亲性纳米胶束壁材的合成、载药纳米胶束的制备及其结构性能表征、载药纳米胶束的抗炎和抗氧化作用等方面，系统解释了载药纳米胶束对提高疏水性药物的稳定性和细胞摄取效率的关键作用机制。
大分子药物的理化稳定性和生理活性与其分子结构息息相关，但是其特定的分子结构导致其水溶性大幅度下降，严重影响其在医药、化妆品或功能性食品等领域的应用。以槲皮素（QCT）为例，它是人类日常饮食中最重要的黄酮类化合物之一，但是QCT具有多个活性羟基的二维分子结构使得其水溶性差，因此限制了QCT的广泛应用。高分子聚合物药物胶束载体的稳定性好、载药能力强、粒径小，能在提高药物水溶性的同时保持其生理活性，是一类很有潜力的药物传输系统。在团队前期的研究基础上，该研究利用化学偶联法将巯基小分子L-半胱氨酸和疏水链十八胺接枝到羧甲基葡聚糖侧链上，合成了具有两亲性的双接枝葡聚糖衍生物，接着以改性葡聚糖作为壁材，以槲皮素为芯材，采用超声自组装的方法制备了槲皮素载药纳米胶束(QNMs)，在保持槲皮素生理活性的同时显著提高了其水溶性、光稳定性和细胞摄取效率。研究结果表明，QNMs在模拟胃液和模拟肠液中均能缓慢释放，体外缓释机理符合non-Fickian模式。相比QCT原药，纳米包埋对QCT的光稳定性提高了58.13%，使其具有更好的PTIO·、·OH和·O2-自由基清除能力，更能有效下调促炎因子和上调抗炎因子的表达。其中，经巯基化改性后的壁材对提高QNMs的细胞摄取效率起到重要作用。本研究对疏水性药物新剂型的研发具有重要的理论指导意义，为纳米医药、纳米农药、纳米兽药、纳米保鲜剂和纳米化妆品等的产品的开发提供技术支撑。
图1 两亲性葡聚糖和载药纳米胶束的合成机理；载药纳米胶束的抗炎和抗氧化
图2 QCT和QNMs对 LPS 诱导的 RAW264.7巨噬细胞中 ROS 产生的影响（A、B）；RAW264.7 巨噬细胞对QCT（C）和QNMs（D）的细胞摄取结果。
该研究成果以“Dual-grafted dextran based nanomicelles: Higher antioxidant, anti-inflammatory and cellular uptake efficiency for quercetin”为题在国际top期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院JCR一区，2021年IF=8.025）在线发表。中国热科院南亚所何祖宇助理研究员和刘运浩助理研究员为论文共同第一作者，李普旺研究员和杨子明副研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了海南省自然科学基金项目（NO.421MS078, 221QN0920）、中央级基本科研业务费专项（NO.1630062022016, NO.1630062022023）、国家重点研发计划（NO.2020YFD1000604）、湛江市科技计划项目（NO.2020A03018）等经费的支持。
文章链接： DOI：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.10.222