神經(jīng)肽的作用及神經(jīng)肽納米顆粒的研究進(jìn)展

陳夢(mèng)縈綜述，展淑琴審校

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神經(jīng)肽的作用及神經(jīng)肽納米顆粒的研究進(jìn)展

陳夢(mèng)縈綜述，展淑琴審校

血腦屏障(blood-brain barrier，BBB)是血液與大腦之間由毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，對(duì)于保持大腦內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性、保持中樞神經(jīng)的正常生理功能具有決定性作用。但同時(shí)毛細(xì)血管連接緊密，大多數(shù)藥物很難通過(guò)血腦屏障而進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，一直是藥物轉(zhuǎn)運(yùn)中難以跨越的障礙。因此如何克服血腦屏障，將藥物輸送到腦內(nèi)，是藥物傳遞系統(tǒng)需要解決的一個(gè)難題，也是納米控釋研究的一個(gè)主要方面。

1　神經(jīng)肽在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用

神經(jīng)肽是一類(lèi)具有特殊生理功能的生物活性物質(zhì)。在臨床上可用于治療一些非感染性疾病(精神分裂癥、老年癡呆癥等)，還可用于控制生物某些生理活動(dòng)，例如控制生育(避孕、流產(chǎn)、動(dòng)情和催產(chǎn)等)，更為引人注意的是某些神經(jīng)肽影響生物的許多行為(飲水、攝食、交配、睡眠、學(xué)習(xí)和記憶等)。神經(jīng)肽的研究已有一段的歷史，50年代研究腦垂體所分泌的各種多肽激素;60年代研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到由下丘腦所形成的許多激素釋放因子和釋放激素抑制因子;70年代發(fā)現(xiàn)腦啡肽及阿片肽，接著在眾多的胃腸激素中又發(fā)現(xiàn)大部分活性肽亦存在于腦組織。

偏頭痛是血管性頭痛最常見(jiàn)的一種，近年來(lái)三叉神經(jīng)血管反射假說(shuō)認(rèn)為某些因素激活了腦血管周?chē)娜嫔窠?jīng)末梢，釋放某些神經(jīng)肽，如降鈣素基因相關(guān)肽(calcitontingenerelat-edpeptide，CGRP)、內(nèi)皮素、P物質(zhì)等[1]，使腦血管過(guò)度擴(kuò)張，血漿蛋白滲出，肥大細(xì)胞脫顆粒，從而產(chǎn)生神經(jīng)源性炎癥,這些傷害性刺激通過(guò)三叉神經(jīng)傳入到三叉神經(jīng)核尾部，最終到達(dá)腦內(nèi)產(chǎn)生頭痛[2]。目前，治療偏頭痛最有效的藥物仍是5-羥色胺受體激動(dòng)劑(5-HT1)，如舒馬曲坦、佐米曲坦等。CGRP的拮抗劑BIBN、內(nèi)皮素受體拮抗劑Bosentan及P物質(zhì)的拮抗劑RPR等，有望于在將來(lái)用于偏頭痛的臨床治療。因此,進(jìn)一步深入研究神經(jīng)肽在偏頭痛發(fā)病中的病理生理學(xué)作用對(duì)開(kāi)發(fā)新的抗偏頭痛藥物是非常重要的。

癲癇是神經(jīng)系統(tǒng)疾病中僅次于腦卒中的第2大常見(jiàn)病，目前許多研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)肽Y (neuropeptide Y，NPY)與癲癇有著密切的關(guān)系，其在海馬中表達(dá)最多[3]。大量研究均顯示，通過(guò)促進(jìn)NPY釋放或給予外源性NPY及選擇性NPY 受體激動(dòng)劑，都能明顯緩解各種癲癇的癥狀，減少癇樣放電的頻率、持續(xù)時(shí)間等，表明NPY具有明顯的抗癲癇作用。因此，進(jìn)一步研究 NPY 及其影響因素和調(diào)控機(jī)制，尋找特異性和靶向性強(qiáng)的目的基因和藥物，對(duì)癲癇的治療具有十分重要的意義。

神經(jīng)肽B(neuropeptide B，NPB)是2002年被確定的G蛋白耦聯(lián)受體7(GPR7)的內(nèi)源性配體，是一個(gè)獨(dú)特的氮末端色氨酸C-6被溴化的多肽。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)其具有調(diào)節(jié)睡眠-覺(jué)醒的作用。NPB及GPR7 mRNA中到高程度的在視交叉上核表達(dá)，[125I]NPB在該處也有很強(qiáng)的信號(hào)，提示NPB及其受體GPR7可能參與生物節(jié)律的調(diào)節(jié)。Tanaka等人研究發(fā)現(xiàn)，NPB對(duì)攝食有雙向調(diào)節(jié)作用且受CRF的影響，同時(shí)NPB還參與調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)皮質(zhì)軸[4]。因此，對(duì)NPB及其受體的深入研究，有助于失眠和抗應(yīng)激藥物的開(kāi)發(fā)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

強(qiáng)啡肽(dynorphin，DYN)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后的繼發(fā)性病理改變密切相關(guān)。目前,對(duì)強(qiáng)啡肽A(1-13)在缺血性腦損傷損傷中的病理作用研究較多。Zhan等研究表明大鼠腦缺血后缺血側(cè)腦皮質(zhì)的強(qiáng)啡肽A(1-13)表達(dá)逐漸減少而含水量逐漸增加[5]。強(qiáng)啡肽A是內(nèi)源性阿片肽中對(duì)人體很重要的一類(lèi)神經(jīng)肽，在缺血性腦損傷的病理生理過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，了解和熟悉其作用及作用機(jī)制具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

此外，還有一些神經(jīng)肽與中樞神經(jīng)系統(tǒng)關(guān)系同樣密切。神經(jīng)肽由于作用范圍廣、活性強(qiáng)、藥用劑量小以及易合成等諸多優(yōu)點(diǎn)而一直成為創(chuàng)新藥物研發(fā)的熱點(diǎn)。然而由于以下缺點(diǎn)卻限制了神經(jīng)肽的臨床應(yīng)用：(1)神經(jīng)肽作為一種大分子物質(zhì)，如何通過(guò)血腦屏障作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)；(2)如何保持藥物的穩(wěn)定性，使之發(fā)揮較長(zhǎng)時(shí)間的藥理作用；(3)如何提高藥物的靶向性，消除藥物的副作用等。

2　納米載藥系統(tǒng)通過(guò)血腦屏障的機(jī)制

納米載藥顆粒是近年來(lái)研究的新型載藥制劑，主要由脂類(lèi)或多聚體分子等高分子物質(zhì)組成的粒徑在10～1000 nm的固態(tài)膠體粒子[6]。制備納米載體主要用高分子材料，其中以可生物降解聚合物及天然大分子為主。根據(jù)材料性質(zhì)、藥物性質(zhì)和用途及治療要求的不同，制備納米載藥顆粒主要包括納米沉降技術(shù)、分子組裝法和乳液聚合法等，而其中以乳化和溶劑揮發(fā)法最常用[7]。

許多藥物通過(guò)納米載體可以被成功的運(yùn)送到腦內(nèi)，包括六肽達(dá)拉根、氯苯哌酰胺、筒箭毒堿和阿霉素。納米載藥系統(tǒng)通過(guò)血腦屏障的機(jī)制長(zhǎng)久以來(lái)一直存在爭(zhēng)議，最有可能的是通過(guò)血腦屏障毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞的內(nèi)吞作用，納米載藥顆粒依靠表面修飾的吐溫80-PBCA被運(yùn)送到腦內(nèi)，而吐溫80-PBCA是依靠吸附在血漿中的載脂蛋白E上，這些顆?？雌饋?lái)就像LDL一樣作用在它的受體上，指導(dǎo)它們被內(nèi)皮細(xì)胞攝取，藥物在內(nèi)皮細(xì)胞分解并擴(kuò)散入腦內(nèi)，而緊密結(jié)構(gòu)和P糖蛋白(P glucoprotein，Pgp)將會(huì)抑制它們進(jìn)入腦內(nèi)。或者在這些機(jī)制共同作用下使藥物進(jìn)入腦內(nèi)[8]。

3　納米顆粒在神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用

納米載體的尺寸減小到納米量級(jí)后，分子特性可發(fā)生很大改變，表現(xiàn)為表面效應(yīng)和體積效應(yīng)等[9]。納米粒作為新型載體有很多優(yōu)勢(shì)：為非生物材料，無(wú)免疫原性和細(xì)胞毒性；有較高的基因轉(zhuǎn)移效率，可獲得靶基因的長(zhǎng)期穩(wěn)定表達(dá)；可保護(hù)藥物或靶基因不受機(jī)體血漿或組織細(xì)胞中多種酶類(lèi)和補(bǔ)體的破壞；改變藥物的透膜能力；提高藥物的生物利用度。因此，納米粒在轉(zhuǎn)運(yùn)基因、運(yùn)載多肽和蛋白類(lèi)藥物、輸送免疫調(diào)節(jié)劑、抗腫瘤藥、抗病毒藥和輸送抗原或疫苗等方面有著廣泛的應(yīng)用前景[10]。

3.1在抗腫瘤類(lèi)藥物中的應(yīng)用抗腫瘤類(lèi)藥物一般具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對(duì)藥物控制釋放的要求更為嚴(yán)格。納米粒膜材外連接親水性高分子材料，使表面覆有親水膜，從而使整個(gè)納米粒系統(tǒng)表現(xiàn)出血液循環(huán)中的循環(huán)特征可避免被吞噬。將抗腫瘤藥物包裹在納米粒子中可延長(zhǎng)藥物在腫瘤內(nèi)的存留時(shí)間，減慢腫瘤的生長(zhǎng)。納米粒對(duì)于治療彌散性以及侵入性的腦腫瘤特別有幫助。靜脈注射表面包被吐溫80的載阿霉素的PBCA 納米粒，可顯著延長(zhǎng)顱內(nèi)接種膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系101/8 大鼠的存活時(shí)間[11]。當(dāng)載阿霉素PBCA納米粒表面包被吐溫80,對(duì)大鼠存活時(shí)間的延長(zhǎng)最為顯著，35%的大鼠存活時(shí)間超過(guò)180 d[12]。在納米粒表面修飾腫瘤組織表達(dá)受體的特異性配體,可以提高納米粒在腫瘤部位的富集。由于腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞表面過(guò)表達(dá)白介素-13(interleukin-13,IL-13)的受體A-蛋白,而正常腦細(xì)胞表面不表達(dá)該受體,因此采用人IL-13修飾脂質(zhì)體，可以有效地促進(jìn)脂質(zhì)體與腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞結(jié)合[13]。IL- 13修飾的脂質(zhì)體選擇性靶向于腫瘤細(xì)胞,對(duì)于正常腦組織細(xì)胞沒(méi)有影響，說(shuō)明該給藥系統(tǒng)用于治療向外周浸潤(rùn)生長(zhǎng)的腦膠質(zhì)瘤具有可行性。

3.2在阿爾茲海默癥(Alzheimer’s disease,AD)中的應(yīng)用AD是世界范圍內(nèi)最普遍的一種神經(jīng)退行性疾病。病理學(xué)上觀(guān)察,AD 患者腦組織中出現(xiàn)淀粉樣蛋白(amyloid beta,AB)異常性聚集[14]。近幾年，科學(xué)家致力于采用納米技術(shù)用于診斷和治療AD,促使藥物能夠特異性地靶向于腦部受損區(qū)域。大腦內(nèi)的異常過(guò)渡金屬離子的動(dòng)態(tài)平衡長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為與AB聚集體形成有關(guān)[15]。因此,采用螯合劑中和過(guò)渡金屬離子被認(rèn)為是具有潛力的AD 治療策略。但是，許多傳統(tǒng)的螯合劑具有神經(jīng)毒性,且難以透過(guò)BBB，從而限制其應(yīng)用[16]。通過(guò)納米載體遞送螯合劑入腦不僅能夠降低螯合劑的細(xì)胞毒性，更重要的是可將其靶向遞送進(jìn)入CNS。Cu()的螯合劑D-青霉胺通過(guò)二硫鍵共價(jià)連接于納米粒，能夠在還原體系中溶解銅-AB聚集物[17]。Liu等報(bào)道了采用羧基功能化的聚苯乙烯納米粒連接鐵離子螯合劑MAEHP，能夠?qū)Ⅱ蟿┻f送至神經(jīng)元從而有效地抑制AB聚集，并降低了螯合劑的神經(jīng)毒性[18]。

4　神經(jīng)肽納米顆粒在中樞神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用的展望

已知的中樞神經(jīng)納米載藥系統(tǒng)在惡性腫瘤治療中的應(yīng)用，在抗老年性癡呆中的應(yīng)用，已顯示出廣闊的應(yīng)用前景，為我們提供了非常廣闊的研究空間。但有資料表明納米粒對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)亦有潛在的危險(xiǎn)[19]，研究工作大多還處于體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，要使藥物納米控釋系統(tǒng)成為臨床常用劑型，還需大量實(shí)驗(yàn)予以證明。神經(jīng)肽納米顆粒的研究相對(duì)較少，Liu等由相位顯示發(fā)現(xiàn)共軛PEG-PLA納米顆粒的B6-NP可代替轉(zhuǎn)鐵蛋白，通過(guò)整個(gè)BBB治療AD[20]。Aikaterinie等發(fā)現(xiàn)一種封裝在殼聚糖兩親物納米粒子，棕櫚酯前體模型的藥物亮氨酸腦啡肽，通過(guò)口服途徑增加了大腦的藥物水平67%，通過(guò)靜脈途徑增加50%[21]。

隨著人們對(duì)BBB生物學(xué)性質(zhì)的理解，對(duì)各種神經(jīng)肽研究的不斷深入，納米載體新材料的合成，新的表面修飾劑的改進(jìn)及藥理基礎(chǔ)工作的積累，神經(jīng)肽納米載藥系統(tǒng)必將得到廣泛開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

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1003-2754(2016)04-0376-02

R741

綜述

2016-02-01；

2016-03-29

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.81070999)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助(西安交通大學(xué)，No.xjj2014153，No.2009-95)；西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院人才培養(yǎng)專(zhuān)項(xiàng)科研基金科技骨干項(xiàng)目[No.RC(GG)201109]

(西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，陜西 西安 710004)

展淑琴，E-mail：zhanshuqin@163.com