硬脂酸改性纳米递送系统递送药物的研究进展
引用本文:皮雨廷，徐山根，栾庆爽，等. 硬脂酸改性纳米递送系统递送药物的研究进展[J]. 化学试剂，2024，46（7）：108-114 .
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0797
2023.0797硬脂酸改性纳米递送系统递送药物的研究进展.pdf
背景介绍
药物治疗是当前疾病治疗的主要方法之一，但目前存在药物生物利用度低、不良反应大、缺乏选择性和给药不便等问题。人们发现制备纳米递送系统可以实现药物的特异性靶向递送、提高体内渗透率、实现低剂量药物的控制递送。然而，对于亲脂性、难溶性药物（例如染料木黄酮（GEN）、紫杉醇（PAC）和依鲁替尼（IBR）等）的递送仍然存在一定的局限性。硬脂酸（Stearic acid，SA）接枝纳米材料后，可提高纳米递送系统的两亲性和药物靶向性，有效解决药物溶解性差、生物利用度低等问题。
文章亮点
1. SA改性修饰的纳米递送系统具有高稳定性、可控的药物释放行为、可实现靶向递药和高度可定制性；
2. 主要介绍SA纳米递送系统在相关领域的研究进展，为SA改性纳米递送系统在药物递送领域的深入研究和应用提供参考。
内容介绍
1 SA结构和功能简介
SA又名十八烷酸，是自然界中常见的脂肪酸，广泛存在于动植物脂肪中，由17个碳原子直链加1个羧酸基团组成[10]。SA表面具有大量的-COOH基团，可与含-OH的物质发生脱水反应，引入疏水性-CH3基团，因此具有出色的疏水性[11]。通常SA被活化羧酸基团与氨基产生酰胺化反应，以酰胺键相连接枝，经乳化法、溶剂挥发法、超声乳化法和反相微乳液法等制备纳米递送系统（图1），将聚乙烯亚胺（PEI）、壳聚糖等物质通过SA改性可获得两亲性，广泛用于药物输送和疫苗输送等纳米递送系统，且SA成本低、具有良好的生物相容性和生物可降解性，适合大规模使用。
2 SA功能化递送系统在疾病治疗的应用
2.1 抗癌抗肿瘤治疗
2.1.1 负载阿霉素（DOX）
DOX能促进免疫介导的肿瘤细胞清除，用于治疗乳腺癌、卵巢癌和肺癌等多种癌症[23]。Hu等[24]以DOX为抗肿瘤模型药物，合成DOX共轭CS-SA聚合胶束（DOX-CS-SA），该聚合物能提高抗肿瘤药物的疗效，研究表明，DOX-CS-SA能够有效抑制人乳腺癌细胞和肝癌细胞的生长，同时逆转细胞的耐药性[25]。在动物实验中，DOX-CS-SA的抗癌效果与市售阿霉素注射液（DXR）相当，且DOX-CS-SA在小鼠体内有着较高的最大耐受剂量。
2.1.2 负载GEN
GEN可作为维持、预防、治疗与代谢综合征和癌症相关的一些常见疾病的关键成分[30]。Jangid等[2]为解决在结肠环境中实现疏水药物的控制和部位特异性递送，将亲水性多糖生物大分子菊粉（INU）经疏水SA修饰后形成两亲性偶联物(INU-SA)，可自组装成具有释药特性的球形NPs。将疏水性的GEN包封到INU-SA偶联物中制备GNP。
2.1.3 负载5-氟尿嘧啶（5-FU）
5-FU是一种半衰期短的抗代谢药物，经美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于治疗各种类型的癌症[31]。Sauraj等[20]合成一种基于两亲性木聚糖-SA（Xyl-SA）缀合物的自组装NPs，将亲脂性的5-氟尿嘧啶-SA（5-FUSA）前药包封在Xyl-SA NPs的疏水核心中来提高5-FU的负载效果。细胞毒性研究表明Xyl-SA/5-FUSA NPs对人结直肠癌细胞（HT-29，HCT-15）的细胞毒性高于游离药物，且对肿瘤细胞（HT-29，HCT-15）的凋亡有较强的促进作用[32]。
2.1.4 负载PAC
PAC是FDA批准用于癌症治疗的一种天然植物来源的化疗药物[33]。对肺癌、卵巢癌和头颈癌等多种癌症具有明显的疗效[34]。Amin等[35]合成了载脂蛋白转铁蛋白（Tf）-SA缀合物，制备含有疏水药物PAC的自组装NPs，结果表明，负载PAC的NPs在乳腺癌细胞（MCF-7）中具有有效的细胞靶向能力。
2.2 神经系统疾病治疗
血脑屏障（BBB）是一层物理和生理障碍，位于血液和大脑组织之间，限制大多数药物对脑部疾病的治疗[49]。因此，开发有效的药物输送系统是治疗神经系统疾病的关键。Khan等[50]使用SA固体脂质NPs（SLNPs）作为药物载体，将薯蓣皂苷元包裹在Tween 80（P80）中，结果表明，NPs具有良好的血液相容性，可以通过BBB，从而提高药物输送的效率，且包封薯蓣皂苷素的SLNPs具有潜在的抗癌和抗抑郁作用。
2.3 炎症治疗
炎症是机体对于外界刺激的一种防御反应，虽说炎症反应对机体是有益的，但有时候炎症反应可能会引发其他疾病[52]。Fattahi等[53]将甲氨蝶呤（MTX）与SA共价偶联，制备一种亲脂性前药。结果表明，MTX-SA比单一的MTX减少了免疫活性细胞的数量。但MTX-SA却无法捕获G0/G1期的PBMCs细胞周期，另外，MTX和MTX-SA都能改变炎症细胞因子的转录，而在500 nmol/L的MTX-SA中，Bcl2表达下降，这可能说明MTX和MTX-SA对细胞周期分析产生了不同的影响。总之，长脂链MTX-SA具有不同的免疫应答作用，该系统对于炎症的治疗较明显，后续可进一步进行研究。
4 结论与展望
SA改性修饰的纳米递送系统具有高稳定性、可控的药物释放行为、可实现靶向递药和高度可定制性，在治疗疾病（例如肿瘤、炎症和神经系统疾病等）方面发挥重要作用，已被广泛应用于递药领域。
作者介绍
赵凯
齐齐哈尔大学
博导/教授
个人简介
赵凯，男，博士、二级教授，博士生导师，台州学院“纳米生物材料与免疫学创新团队”首席科学家、生命科学学院院长、生物与医药专业硕士学位点负责人、台州市生物医药与高端剂型重点实验室主任等。入选“全球前2%顶尖科学家年度科学影响力排行榜”、国家“万人计划”科技创新领军人才等称号。主要聚焦于维护动物和人类生命健康的生物医药领域，包括疫苗/药物递送系统、疫苗佐剂、新型动物疫苗、诊断试剂、药物靶向制剂、缓控释制剂和吸入制剂、纳米水凝胶等研究。主持科研项目70余项，制定疫苗纳米佐剂质量标准1项，获授权国内外发明专利20项，出版著作6部，发表论文200余篇，第一完成人获省一、二等奖各1项。
主要研究方向
生物医药载体材料合成、疫苗/药物递送系统、药物高端制剂等领域科研工作。
近五年代表作
[1]Yinzhuo Xie, Wei Xu, Zheng Jin, Kai Zhao*. Chondroitin sulfate functionalized palmitic acid and cysteine cografted-quaternized chitosan for CD44 and gut microbiota dual-targeted delivery of curcumin. Materials Today Bio.， 2023.
[2]Yinzhuo Xie, Zheng Jin, Da Ma, Tan Hui Yin, Kai Zhao*. Palmitic acid- and cysteine-functionalized nanoparticles overcome mucus and epithelial barrier for oral delivery of drug. Bioeng. Transl. Med.2023.
[3]Zheng Jin, Gaowei Hu, Kai Zhao*. Mannose-anchored quaternized chitosan/thiolated carboxymethyl chitosan composite NPs as mucoadhesive carrier for drug delivery. Carbohyd. Polym. 2022.
[4]Yuhong Lin, Beini Sun, Zheng Jin, Kai Zhao*. Enhanced immune responses to mucosa by functionalized chitosan-based composite nanoparticle as vaccine adjuvant for intranasal delivery. ACS App. Mater. Interfaces. 2022.
[5]皮雨廷，徐山根，栾庆爽，张启鸿，于天飞*，赵凯*.硬脂酸改性纳米递送系统递送药物的研究进展.化学试剂. 2024.
团队介绍
“纳米生物材料与免疫学创新团队”由教授、副教授、讲师、实验师15名在职教师组成。针对动物疫苗、疫苗/药物高端制剂、抗肿瘤药物、诊断和检测试剂、创伤修复药物等所面临的问题，团队结合纳米科学、动物医学、免疫学、疫苗学、药学、细胞生物学、材料化学等交叉学科的技术和方法，开展了动物病毒性疾病及寄生虫疾病防治、药物高端剂型、动物疫苗、诊断和检测试剂、中兽药组方及其制剂、纳米水凝胶、微胶囊缓控释生物活性物质等领域的研究，以改善动物疫病及肿瘤的预防、诊断和治疗效果，促进畜禽养殖业健康发展，保障动物食品安全、人类生命健康和公共卫生安全。
课题组合影
