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科学研究
离子液体—药物经皮递送过程渗透促进剂
 最后更新:2020-06-02  作者:佚名  浏览:490次

  小干扰RNA(siRNA)可调节或选择性地阻断疾病特有的生物过程。通过siRNA抑制等位特异性基因,可以有效地治疗诸如狼疮、癌症、牛皮癣和多汗症等皮肤疾病。siRNA的局部递送能避免因注入皮肤产生的痛苦、覆盖面积小、胃肠道代谢和肝脏代谢的问题。但表皮的屏障功能阻碍了siRNA的有效渗透。离子液体(ILs)由于良好的化学稳定性和生物相容性等独特的性质,在生物医学中得到了广泛的应用——特别是经皮给药。ILs可增强经皮跨细胞和脱细胞转运,绕过角质层(Sc)的屏障,破坏细胞完整性。亲水性ILs通过在Sc内打开紧密连接而起作用,主要是通过增强蛋白质和脂质区域内流化作用来促进细胞旁转运。而疏水性ILs通过提供通道来改善进入上皮膜的分配,从而促进脂质区域的跨细胞运输。
  哈佛大学工程与应用科学学院Samir Mitragotri等人利用ILs的互补和协同策略,首次将二元混合ILs与siRNA非共价结合,形成有效剂量的siRNA经皮局部递送系统。作者首先合成了ILs-siRNA体系:苄基二甲基辛基铵(BDOA)-siRNA及香叶酸胆碱盐(CAGE)-BDOA-siRNA,通过CD光谱和凝胶电泳表明使用ILs作为传递系统能够在不显著损害siRNA结构完整性的情况下改善渗透。
  用猪皮来评估siRNA在ILs中的通透性(见图1左),结果表明CAGE-BDOA向表皮渗透的优越能力可归因于含有离子液体的siRNA的累加/协同效应以及CAGE从Sc提取脂质的能力。采用CLSM对组织进行光学切片得出可视化荧光探针的分布(见图1右),表皮积累最多的是CAGE-BDOA-siRNA,表明二元混合ILs (CAGE-BDOA)具有更好的表皮渗透性。

 

图1. 左图为胶带剥离法Cy5标记的siRNA在不同皮肤层中的分布;右图为共聚焦激光扫描显微镜显示皮肤运输(CLSM)
(图片来源: J. Control Release, 2020, 323: 475–482)

 

  随后通过SKH-1E无毛小鼠体内实验,发现CAGE-BDOA-siRNA显著抑制了3-磷酸甘油醛脱氢酶 (GAPDH) 的表达。同时结合FTIR分析,可确定CAGE和BDOA协同介导siRNA的传递,其中CAGE在增强表皮/真皮穿透方面更有效,而BDOA在细胞内传递中可能更有效。通过RT-qPCR实验,发现在小鼠中CAGE-BDOA-siRNA能渗透和沉默mRNA的表达,证实了siRNA结合ILs在局部应用的有效传递。

 

图2. (a) 小鼠的相对GAPDH蛋白表达
(b)
 小鼠进行β-肌动蛋白表达归一化的相对mRNA表达的定量实时PCR
(c) ILs与皮肤层的相互作用
(d) ILs与表皮的相互作用
(图片来源: J. Control Release, 2020, 323: 475–482)

 

  BDOA和CAGE电荷中和作用和脂质提取能力有助于siRNA皮肤渗透,CAGE负责深层皮肤输送。作者利用二元ILs体系(CAGE和BDOA)在不损害siRNA功能条件下,改善了siRNA在皮肤上的局部递送。CAGE-BDOA-siRNA系统在沉默小鼠靶基因表达方面表现出协同作用,为皮肤疾病的治疗开辟了新的途径。

 

 


原文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365920302522​​​​​​​
原文作者:
VimishaDharamdasani, Abhirup Mandal, Qin M. Qi, Isabella Suzuki, Maria Vitória LopesBadra Bentley, Samir Mitragotri*