以壳聚糖为载体的口服基因药物
- 格式:doc
- 大小:1012.50 KB
- 文档页数:6
壳糖胺又名壳聚糖,,是一种可食性动物纤维。
被称之为生命第六要素,是最令人激动的生物功能材料,壳糖胺不溶于水和有机溶剂,能溶于某些有机酸,特别是在医药卫生、食品保健方面价值非常巨大,具有提高人体免疫功能、防癌抗癌、抗自由基、清除体内毒素等功能。
与人体有良好的亲和性。
是现代病、常见病的克星。
临床验证它对人体有七大功能。
一、强化免疫功能、防癌抗癌越来越多的研究结果表明,人体衰老和许多重大疾病的发生都是自由基引起的。
在生命过程中,氧与食物反应给人体提供能量,在这个过程中会有大量自由基产生。
在健康的机体中,自由基的产生和消耗是平衡的。
但是,如果一些致癌物一类的毒素进入人体,就会造成自由基多余或溢出,这些多余的高能自由基就会攻击正常细胞,造成DNA分子降解、缺失,从而破坏 DNA上携带的遗传信息,遗传信息的错误翻译导致细胞突变,最终形成癌。
从壳糖胺的结构和组成可以看到,壳糖胺的【氨基】在邻位【羟基】的作用下,具有很高的活性,介入人体可极大地清除活性致癌自由基,转移致癌自由基对D NA正常细胞的攻击,从根本上降低D NA突变的概率,达到防癌的目的。
1、抑制或延缓癌细胞转移一般认为,壳糖胺抑制肿瘤的作用主要有两点:一是壳糖胺为弱碱性动物纤维素,可以提高人体pH 值,使人体免疫系统处于最为活跃的水平,增加杀伤癌细胞的能力。
二是癌细胞在血管转移时一般经过血管,在血管内皮细胞表面有一种接著因子,癌细胞和接著因子附着结合才能进入血管,再和血液接著因子结合而移动,然后与其它部位接著因子结合、粘附形成癌栓成为转移灶。
壳糖胺对转移载体具有强烈地吸附作用,使癌细胞找不到血管细胞表面接著因子,从而达到抑制或延缓癌细胞转移的效果。
壳糖胺还是一种免疫调节剂,壳糖胺作为细菌多糖的类似物,能刺激巨噬细胞活化,产生如下反应:促进其吞噬能力,增强抗原呈现能力,并增强其在其它免疫系统免疫抗体的生成,从而实现机体对各种细胞的调节,显示抗癌作用。
关于壳聚糖及其衍生物的医药的研究进展(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)作者:凌沛学荣晓花张天民论文关键词:壳聚糖;衍生物;纳米粒;研究进展论文摘要:壳聚糖是天然多糖甲壳素的脱乙酰基产物,是一种含有游离氨基的碱性多糖,其相对分子质量从数十万到数百万不等,具有多种生理功能。
经降解和化学修饰后的壳聚糖,在某些方面具有比壳聚糖更好的生物活性。
壳聚糖及其降解物和修饰物安全性良好,且具有可降解性和组织相容性,在医药领域具有很高的应用价值。
多年来,壳聚糖及其衍生物一直是医药研发领域的热点之一。
本文根据国内外的参考文献,对壳聚糖及其衍生物的最新医药研究进展进行综述。
壳聚糖(chitosan)是天然多糖甲壳素的脱乙酰基产物,学名聚氨基葡糖,是由N-乙酰-D-氨基葡糖单体通过β-1,4-糖苷键连接起来的直链状高分子化合物。
壳聚糖是一种含有游离氨基的碱性多糖,其相对分子质量(Mr)从数十万到数百万不等。
目前已知壳聚糖及其衍生物具有抗微生物、增强免疫、调节血脂、抑制肿瘤等药理活性[1]。
另外,由于壳聚糖及其衍生物安全性良好,且具有可降解性和组织相容性,因此在药物传递系统中也得到广泛应用。
本文从药理活性和在药物传递系统中的应用两部分,对壳聚糖及其衍生物的研究进展进行综述。
1壳聚糖及其衍生物的药理活性1.1抗菌活性已有大量的研究证实壳聚糖及其衍生物具有广谱的抗菌活性,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、枯草杆菌、八叠球菌、放线菌和热带白色念珠菌等均具有抑制作用。
壳聚糖的抑菌活性和多种因素有关。
壳聚糖只有在酸性溶液中才具有抑菌活性,并且溶液的pH值越低抑菌活性越强。
壳聚糖的抑菌活性也受到其脱乙酰度的影响,脱乙酰度越高,抑菌活性越强。
不同Mr的壳聚糖对于细菌的抑制活性不同,整体上抑菌活性随分子量的升高而呈降低趋势。
Seyfarth等[1]最近对一系列不同Mr的壳聚糖衍生物的抗真菌活性进行了研究,发现其抗真菌活性随着Mr的减小而降低,随着功能团掩蔽质子化的氨基而增强。
壳聚糖纳米颗粒的制备及其在药物传输中的应用研究概述壳聚糖纳米颗粒是一种由壳聚糖制备的纳米级颗粒,具有较大的比表面积和良好的生物相容性,因此在药物传输中展现出广泛的应用前景。
本文将介绍壳聚糖纳米颗粒的制备方法以及其在药物传输中的应用研究。
壳聚糖纳米颗粒的制备方法壳聚糖纳米颗粒的制备一般可以采用两种方法:自组装法和交联法。
自组装法是最常用和简单的制备方法之一。
通常使用溶剂交替法或单溶剂法制备壳聚糖纳米颗粒。
在溶剂交替法中,壳聚糖会在两种不同溶剂中交替溶解和沉淀,形成纳米颗粒。
这种方法不需要使用额外的交联剂,因此较为方便和经济。
而单溶剂法则是在一个溶剂中加入刺激因子(如水相中pH值的变化、温度变化等),使壳聚糖分子发生自组装行为,形成纳米颗粒。
交联法则是通过交联剂使壳聚糖分子形成三维的交联网络,从而制备纳米颗粒。
这种方法可以得到更加稳定且负载能力更强的壳聚糖纳米颗粒。
常见的交联剂有离子交联剂和非离子交联剂。
离子交联剂包括硫酸铝、硫酸钙等,在壳聚糖分子中引入正电荷以增强交联效果。
非离子交联剂则是通过物理相互作用力(如氢键、静电作用)将壳聚糖纳米颗粒交联在一起。
壳聚糖纳米颗粒在药物传输中的应用研究壳聚糖纳米颗粒作为一种载体,在药物传输中具有许多优势。
首先,壳聚糖纳米颗粒具有良好的生物相容性,能够有效保护药物不被降解,并减少对人体组织的损伤。
其次,壳聚糖纳米颗粒具有较大的比表面积,提高了药物的负荷能力,可以使药物更加稳定地储存和释放。
此外,壳聚糖纳米颗粒还可以通过表面修饰,使药物在靶区更准确地释放,提高药物疗效。
近年来,壳聚糖纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用备受研究者的关注。
研究表明,利用壳聚糖纳米颗粒可以实现抗癌药物的靶向输送,减轻药物对正常细胞的损伤。
例如,一些研究者利用壳聚糖纳米颗粒来包裹化疗药物,通过表面修饰可以使纳米颗粒在癌细胞表面高表达的受体上选择性地黏附和释放药物,提高药物在肿瘤组织中的作用效果。
壳聚糖纳米粒载体的应用研究进展马茜;范娟【摘要】Objective This article is a brief introduction of the applications of chitosan nanoparticles as drug and gene delivery carri‐er ,providing references for further study .Methods 27 Chinese and foreign articles were analyzed .Results Chitosan nanoparticles have many applications as drug and gene delivery carrier .Conclusion Chitosan nanoparticle carrier is a kind of promising non‐viral delivery carrier ,its characteristics and application need further exploration .%目的:介绍壳聚糖纳米粒载体在药物、基因递送等方面的研究应用进展,为其在新领域的应用提供依据。
方法广泛查阅中外文有关文献,整理分析归纳了其中27篇文献内容。
结果壳聚糖纳米粒载体在药物和基因递送方面已经有诸多研究应用。
结论壳聚糖纳米粒载体是一种有前途的非病毒递送载体,其特性和应用有待进一步探索。
【期刊名称】《西北药学杂志》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P213-215)【关键词】壳聚糖;纳米粒;药物和基因递送系统【作者】马茜;范娟【作者单位】泸州医学院,泸州 646000;泸州医学院,泸州 646000【正文语种】中文【中图分类】R94有效的药物和基因传递面临许多问题,包括保护药物或基因免受胃肠道的破坏,并促进细胞吸收,组织和细胞靶向性,减少毒性和不良反应等。
甘露糖化壳聚糖纳米粒靶向巨噬细胞的应用研究进展①严丽丽②谢勇闵卫平②③(南昌大学第一附属医院,南昌330006)中图分类号R392.5文献标志码A文章编号1000-484X(2021)21-2575-05[摘要]巨噬细胞属于固有免疫细胞,与疾病的发生发展相关,因此靶向巨噬细胞并调控其功能与表型已成为治疗疾病的重要方法。
甘露糖化壳聚糖纳米粒(MCS-NPs)作为非病毒载体,是由甘露糖受体介导的主动靶向巨噬细胞的基因和药物递送系统,具有良好的生物特性和细胞靶向性,在各种疾病治疗中发挥重要作用。
本文就近年来MCS-NPs的应用研究进展进行综述。
[关键词]甘露糖化;壳聚糖;纳米粒;巨噬细胞;靶向Advances in application of mannosylated chitosan nanoparticles to target macrophagesYAN Li-Li,XIE Yong,MIN Wei-Ping.The First Affiliated Hospital of Nanchang University,Nanchang330006,China[Abstract]Macrophages belong to innate immune cells and are related to occurrence and development of disease,so targeting macrophages and regulating their function and phenotype have become important methods to treat diseases.As a nonviral vector,man⁃nosylated chitosan nanoparticles(MCS-NPs)is a gene and drug delivery system for active targeting macrophages mediated by mannose receptors,with good biological properties and cell-targeting properties,and plays an important role in treatment of various diseases.In this paper,recent advances in application of mannosylated chitosan nanoparticles are reviewed.[Key words]Mannose glycosylated;Chitosan;Nanoparticle;Macrophage;Target巨噬细胞源自单核细胞,存在于各种组织中,与全身的疾病发生发展相关,在体内发挥先天性免疫和细胞免疫作用。
概述定义非病毒载体是利用非病毒的载体材料的物化性质来介导基因的转移。
特点非病毒载体具备无传染性,没有载体容量限制,材料来源广泛,化学结构可控制,且易于大量制备,在表达质粒、反义寡核苷酸或反义表达质粒真核细胞的靶向转移中,有着病毒载体不可替代的作用。
与病毒载体相比较,具有毒性低、免疫反应低,而且所携带的基因不整合至宿主细胞基因组等优点。
然而,非病毒载体的转导效率低,目的基因只能实现瞬间表达,其运送系统的颗粒较大,容易引发免疫反应和被机体所清除。
2常用材料脂质体或脂类复合物脂质体包括阳性、中性和阴性脂质体,其中阳性脂质体研究的最为广泛。
自从1987年以来, 众多学者相继合成出许多阳离子脂质体。
所有的阳离子脂质体的一端皆拥有1~2条由12~ 18个碳原子组成的疏水链, 使其在水性介质中形成双层结构, 并包裹DNA;另一端为亲水性的N+, 通过静电力与DNA结合以形成脂质复合物。
脂质体或脂质复合物经静脉注射后,很快被血浆清除并在肺组织中积蓄, 蛋白质主要在肺内皮细胞中表达,通常表达时间较短,一般在给药后4~ 24h即达峰, 1周后消失。
因此,阳离子脂质载体在治疗一些肺部疾病如肺代谢性疾病、门脉高压和急性呼吸窘迫综合征等有较好前景。
脂质体或脂质复合物也可直接应用于病变部位以避免静脉给药选择性差的缺点。
目前虽然在阳离子脂质体构效关系研究的基础上,合成了一些新的脂质载体, 但离理想的脂质载体还相距较远,其主要困难在于体内外转染条件的差别, 而且转染效果还取决于给药途径。
因此, 只有根据实际的临床应用来个性化设计才能获得较为理想的载体, 这无疑给载体的开发带来困难。
脂质体或脂质复合物并没有长期安全性报道。
阳离子多聚物1、多聚赖氨酸:聚L-赖氨酸和去唾液酸糖蛋白连接的聚合物用于细胞的基因靶向转移, 其基因转染效果较阳离子脂质体差。
有研究表明,在有或无靶向配体的情况下,多聚赖氨酸与DNA的聚合物的细胞摄取率和基因转染率都依赖于聚合复合物正电性的存在。
壳聚糖及衍生物用于降血糖21世纪的最新研究进展来水利王克玲(陕西科技大学化学与化工学院,陕西西安,710021)【摘要】壳聚糖是甲壳质的脱乙酰基产物,分子中含有多个氨基和羟基等活性基团,经化学修饰得到的衍生物可具有新的性能。
壳聚糖及其衍生物不但本身具有降血糖的生物活性,而且可以作为胰岛素基因载体制成治疗胰岛素依赖型糖尿病的生物技术药物,还可以用于制备胰岛素口服制剂,从而达到缓释的目的。
【关键词】壳聚糖,衍生物,降血糖,胰岛素基因,口服制剂壳聚糖(chitosan)是甲壳素脱乙酞化的产物,于1859年由法国人Rouget首先得到,由于该多糖结构的特殊性,生物可降解性,安全无毒和多功能性,已在农业、轻工业、医药、健康食品、医用功能材料、环保等领域得到广泛的研究和应用。
可溶于稀酸,高度脱乙酞壳聚糖可溶于水,分子中含有多个氨基和羟基等活性基团,经化学修饰可具有新的性能。
壳聚糖是自然界中少见的带正电荷的高分子聚合物,这类多糖既可生物合成,又可生物降解,与动物的器官组织及细胞有良好的生物相容性,无毒,降解过程中产生的低分子寡聚糖在体内不积累,几乎没有免疫原性。
糖尿病是一组由遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合征。
病情严重或应激时可发生多种急性代谢性紊乱。
1998年世界卫生组织资料表明,全世界有 1.48亿糖尿病患者,预测到2025年将达到3亿[1]。
糖尿病的治疗,目前所用的方法有:口服药物治疗、胰岛素治疗和非药物治疗,还缺少特效药,现有的传统治疗方法,很难达到既能使患者24 h血糖维持在正常水平或接近正常水平,又能避免发生严重低血糖的治疗目标。
因此,如何防治糖尿病已成为国内外科学工作者的一个重要课题。
壳聚糖及其衍生物不但本身具有降血脂、降血糖、抗菌、降血压等生物活性,而且还可以作为胰岛素基因载体和用于制备胰岛素口服制剂,用于胰岛素依赖型糖尿病的治疗。
本文着重对21世纪以来壳聚糖及其衍生物对糖尿病作用的研究作一综述。
壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用壳聚糖是一种天然产物,具有良好的生物相容性、生物降解性和生物
可吸收性,因此在药物控释领域受到了广泛的关注。
壳聚糖水凝胶是一种
基于壳聚糖制备的可逆性凝胶,其具有物理稳定性、生物相容性和生物可
降解性等优点,成为了一种理想的药物控释载体。
壳聚糖水凝胶的制备主要包括化学交联、物理交联和嗜酸性交联等方法。
其中,化学交联是最常用的方法之一,通过交联剂与壳聚糖之间的化
学反应来形成水凝胶。
而物理交联则是通过壳聚糖分子之间的非共价作用
来形成凝胶,例如离子凝胶、复杂凝胶和共价交联凝胶等。
嗜酸性交联则
是利用壳聚糖在酸性条件下具有的带负电性质,与多价阳离子形成凝胶的
方法,如与聚醚型多肽物质的交联。
壳聚糖水凝胶作为药物控释载体,在药物释放中具有良好的应用前景。
其优点在于可以实现可控释放和持续释放药物的目的,同时避免药物的过
早释放和过量释放等问题。
此外,壳聚糖水凝胶还可以改善药物的溶解度、稳定性和生物利用度等方面,提高药效。
壳聚糖水凝胶可以应用于多种药
物的控释,例如抗生素、生长因子、蛋白质和基因等。
在药物控释领域的
应用也越来越广泛。
以壳聚糖为载体的口服基因药物
口服给药由于服用方便、病人依从性好、治疗费用低等优势,成为最常见的给药途径。
但长期以来,基因药物的给药以注射途径为主,是因为口服给药存在多种限制因素,如胃中的低pH可使DNA脱嘌呤化。
消化酶易降解治疗基因,常用基因载体难以被肠上皮细胞摄取等,相关释药技术的发展明显滞后于基因药物本身的发展。
作为一种天然的阳离子聚合物,壳聚糖不仅易与带负电荷的DNA等遗传物质结合而形成纳米微粒,还具有无毒、易获得、生物可降解、稳定、生物相容、能抵抗胃肠道环境(pH、核酸酶)对药物的破坏、生物黏附性强、可促进药物渗透吸收等优点,日益成为口服基因药物的优良载体。
Roy等首先采用壳聚糖载体进行口服基因疫苗的可行性研究,。
对花生过敏的小鼠口服壳聚糖基因疫苗3—4周后,可以产生相应的分泌型I异A和血清lgG2a抗体,由花生引起的过敏反应的发生率和程度显著降低,表明该类药物可望成为防治过敏性疾病的有效手段。
Chew 等"j随后也报道了口服壳聚糖基因疫苗成功预防尘螨过敏反应的结果。
最近Rajeshkumar等哺J发现用载有VP28基因的壳聚糖纳米粒喂养对虾后能有效的对对虾白斑综合征病毒产生免疫力,病毒感染后存活率可达100%,而对照组全部死亡。
而Bivas-Benita等进行的弓形虫疫苗研究结果却显示,壳聚糖基因疫苗诱导抗体产生的效果远逊于壳聚糖蛋白疫苗。
研究结果的差异可能源于所使用壳聚糖制备工艺和构成的不同,同时也说明制剂学研究对壳聚糖基因疫苗的开发不容忽视。
Benita等进行的弓形虫疫苗研究结果却显示,壳聚糖基因疫苗诱导抗体产生的效果远逊于壳聚糖蛋白疫苗。
研究结果的差异可能源于所使用壳聚糖制备工艺和构成的不同,同时也说明制剂学研究对壳聚糖基因疫苗的开发不容忽视。
基因治疗
壳聚糖基因药物服后不仅可以诱导抗体的产生,还可以在体内表达治疗性蛋白。
小鼠在服含mEPO基因的壳聚糖基因药物4 d后,红血球压积从45%的基础水平升至60.9%。
并持续保持在该高水平1周左右。
再次口服给药后,红血球压积仍然可以升高。
口服裸DNA组和未治疗组则未见红血球压积的变化。
Bowman 等一。
将口服壳聚糖基因药物用于血友病A的治疗,80%的实验鼠的血液中检出
活性凝血因子Ⅷ表达产物,出血现象得到明显改善,而仅口服质
粒DNA组则没有明显效果。
将上述壳聚糖基因药物接枝肝靶向配体半乳糖后,治疗基因的转染率和治疗效果显著增强。
口服壳聚糖基因载体的开发策略
临床前研究结果显示口服壳聚糖基因载体极具发展前景,但要应用于临床尚需对涉及的关键问题进行深入研究。
水溶性
壳聚糖溶于酸性介质,而不溶于水,所以壳聚糖基因药物一般在酸性条件下制备。
但酸性条件可能对基因药物的活性产生影响,所以其水溶性的增强有利于制备。
除了控制其脱乙酰度外,Kim等“o]采用低相对分子质量(M,)
壳聚糖制备DNA纳米微粒,不但可提高其在水溶液中的稳定性,而且能降低细胞毒性。
对壳聚糖进行改性(如引入亲水集团、季铵盐化)也可改善其水溶性。
值得注意的是具有良好水溶性的羧甲基壳聚糖,很好地解决了基因载体制备和转染过程中的沉淀问题。
胃肠道酶降解作用是基因药物口服生物利用度低的主要原因之一。
壳聚糖自身就是一种保护剂,在一定程度上避免了胃肠pH环境和酶对基因药物的降解,提高药物的生物利用度。
相同时,的壳聚糖,脱乙酰度越低,制备壳聚糖.DNA复合物时用量越高,在胃肠道的稳定性也越差L11|。
接枝酶抑制剂(如氨三乙酸、EDTA等),可大大提高壳聚糖纳米粒在胃肠内的稳定性。
1引。
壳聚糖的修饰也有助于改善其胃肠稳定性,将壳聚糖与聚乳酸进行复合,可以保护药物不被胃内环境所破坏。
膜通透性
跨胃肠道黏膜转运是药物口服吸收的首个过程,药物的膜通透性即跨膜转运能力是这一过程的主要影响因素。
质子化的可溶性壳聚糖能降低跨内皮细胞电阻,打开上皮细胞之间的紧密连接,促进基因药物透过上皮组织J“。
壳聚糖及其衍生物具有良好的粘膜黏附性能J引,接枝硫醇基后其黏附能力明显提高,有助于提升其跨膜转运效率。
转染率
壳聚糖及其衍生物作为基因载体的优点非常突出,但与其它载体相比,较低的转
染率仍不令人满意。
其转染率的提高可以从以下几方面人手。
一是载体表面连接特定配基:通过受体.配体相互作用介导的内吞作用可以提高靶细胞内基
因药物浓度,这一点特别适合壳聚糖基因载体一9。
与含有膜引导序列的肽类连接,也可以达到相类似的效果。
二是增强内体逃逸能力:基因药物被细胞摄取后要进入内体进行胞内转运,DNA能否从内体中成功释放严重制约转染效率。
通过壳聚糖改性来增强壳聚糖的质子海绵机制是提高其基因释放的一个重要手段。
Jin等’17J用咪唑丙烯酸对壳聚糖进行修饰得到眯唑丙烯酸壳聚糖(UAC),制备出UAC.DNA微粒。
UAC.DNA微粒从吞噬小体释放到胞浆内的能力大大增强,使得UAC的基因传递效率大为提高。
Schmitza等-墙J的研究表明,聚乙基亚胺壳聚糖一DNA纳米粒和硫代丁基脒壳聚糖.DNA纳米粒也具有较高的胞内稳定性和DNA释放效率,转染率明显提高。
(
二零一一年十月
基因工程药物的制备 流程
学生姓名:张学洋 系 别:食品与生物工程系 专 业:生物工程 班 级:08-2班 指导教师:刘丽华
学校代码: 10128 学 号: 200810513030
(
二零一一年十月
基因工程药物的制备 流程
学生姓名:贾布托 系 别:食品与生物工程系 专 业:生物工程 班 级:08-2班 指导教师:刘丽华
学校代码: 10128 学 号: 200810513034。