体外血脑屏障模型构建
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新药研发的失败率之高是众所周知的,新药研发过程中一方面是依靠动物实验获得临床前数据来预测药物的药效、毒性以及在人体中的PK(药代动力学)参数,这是早期的“标准操作”,,而另一方面,以体外细胞模型来替代动物实验,建立药物体外ADME模型,当前的体外模型主要依靠二维或者简单的三维细胞培养体系,简单快速高通量是它的优势,广泛用于早期化合物的筛选。
上海美迪西生物制药公司在药代动力学方面有丰富广泛的经验,为客户提供从所有小分子到大分子(蛋白质和抗体)的高质量药代动力学服务,包括体外ADME和体内药代以及生物分析。
涉及的动物种类有非人灵长类、狗、小鼠、大鼠、兔、豚鼠等。
其中非灵长类平台及利用同位素蛋白质/抗体实验平台被上海市政认定为重要实验室平台。
对于创新药物的研发,其过程由3个阶段、4个步骤组成:靶位的发现、特性与评价(生物靶标阶段);先导化合物的发现和优化(药物发现阶段);ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)、PK、PD研究(药物发现和开发阶段);临床试验(药物开发阶段)。
关于药物吸收(Absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)、排泄(excretion)的研究已成为药物化学研究中必不可少的部分,也是药物的研发与登记中相当重要的环节。
1、为什么要进行药物开发阶段进行ADME研究?在医药领域,一旦确认了一个重要的市场需求或疾病,就需要根据病理生理学知识、已知的分子作用机制和相关化学研究来选择有价值的治疗靶标。
根据初期假设所提出的药物进入途径、分子靶标位点进行研究,往往具有较大的风险。
通常,关于 ADME 的研究会被部署于药物开发阶段,因为如果要使已经投入应用的药物同时满足靶点和 ADME的要求,需要复杂的化学改造过程。
另外,制药公司将现有的医药发现模型转化成有效的人类药物的过程中,将面临许多困难,因为在临床试验前,研发者不能对人体进行测试。
这就要求研发者在病理生物化学,药物的理化性质和 ADME 特性上进行深入的了解。
作者姓名:范祥 论文题目:冰片对血脑屏障 P-糖蛋白功能及其信号通路的影响——“开 窍中药” 作用模式初探作者简介:范祥,男,1978 年 2 月出生,2004 年 9 月师从天津中医药大 学张伯礼教授,于 2007 年 7 月获博士学位。
中文摘要血脑屏障是一把双刃剑,在生理条件下,血脑屏障保护脑组织免受外界条件变化的 影响;但在疾病发生后,由于血脑屏障的存在,使一些药物不能进入脑组织,在脑内难 以达到有效浓度从而影响治疗效果。
血脑屏障成为影响药物治疗脑血管病的“瓶颈”和 “难点” 。
因此,研究药物对血脑屏障的影响、药物转运机制对筛选及研发治疗脑部疾病 的药物,提高临床疗效等具有重要意义。
尽管近些年来国内外学者在寻找开放血脑屏障 的药物方面做了大量工作,但其开放血脑屏障的同时又不可避免地产生不同程度的毒副 作用,使之很难达到良好的作用。
随着现代医学对中医药学“整体观念”的逐步接受,使用单一成分的化学药物已不 能满足人们治病防病的要求,与之相比中医药学整体观念,以及中医方剂多途径多靶点 的综合调节作用,疗效明确、毒副作用小的优点,显示出巨大的优势,逐步被人们重视。
因此,在中药中寻找开放血脑屏障的有效组分,并以此为基础,以现代药理为科学依据, 进行有序的配伍,研制有效方剂,同时又可以最大限度地减少血脑屏障暂时开放的不良 影响是研究血脑屏障开放,促进药物透过血脑屏障新的思路和途径。
冰片作为中药开窍药的代表,与其他药物配伍广泛应用于心脑血管病的临床。
中医 学理论认为,冰片“芳香走窜,引药上行”“独行则势弱,佐使则有功” 、 。
现代研究表明, 冰片在胃肠道吸收迅速,极易透过血脑屏障进入脑,并且冰片可开放血脑屏障促进伊文 氏蓝、泛影葡胺、庆大霉素、磺胺嘧啶、顺铂等水溶性的大分子物质及药物透过血脑屏 障进入脑。
提示冰片能够改善血脑屏障的通透性,促进一些药物透过血脑屏障。
本课题 组在“973”课题“复方丹参方药效物质及作用机理”的研究中发现,冰片作用的主要靶 点在脑,冰片能够抑制下丘脑神经递质去甲肾上腺素、肾上腺素的分泌,并且对交感神 经的兴奋和儿茶酚胺类物质的释放有抑制作用,通过神经体液内分泌调节反射作用到心 service@脏,起到心脏保护作用;同时,冰片不能直接开放血脑屏障体外模型的紧密连接,提示 冰片开放血脑屏障促进其他药物透过血脑屏障可能是通过影响血脑屏障其他的物质转运 途径实现的。
军医进修学院硕士学位论文图1—1.空白总离子流图甍秽一’。
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…“_.,i,\j:=I√f一一;矗一1≮啬一二··‘一妇j—~—蔷i焉i—二一=-‘i≈·21图卜一2.石酉蒲挥发油总离子流图3.2石菖蒲水煎液主要化学成分研究水煎液正负总离子流图见图l一3,图中可见三个大峰,根据其一级正负离子质谱图,初步推测l。
峰化合物的分子量为396(30.5min,删2397为[M+I{】+,m/z793)hi2M+H】+,trdz815为【2M+Na】+,肌乞838为[2M+HCOOH]’);2。
峰化合物分子量为339(29.5min,聊幺340为【M+H】+,—比679为【2M+H】+,m/z701为[2M+Na]+);30峰化合物的分子量为452(31.3min,打以453为【M+H】+,m/z905为【2M|+川+,m/z927为【2M+Na】+,m/z950为[2M+HCOOH]。
),并且这三个化合物在260nm处都无紫外吸收,在石菖蒲已知化合物中未能检索到。
图l一3.石菖蒲水煎液HPLC/MS正负总离子流图蔼礴}j一5755Ave‘岣.of曼7墅当辑·7曼蕊in‘三墨洲·D‘+C’1僻60图1—5.样品中检测到化合物的质谱图3.2石菖蒲水煎液透过血脑屏障化学成分的研究给药前后动物脑脊液样品总离子流图见图1—6,给药组动物脑脊液在该色谱条件下未检测到石菖蒲中的化学成分。
图1.6.石菖蒲水煎液透过血脑屏障的HPLC/MS总离子流图(上图为空白脑脊液,下图为含药脑脊液)OO207e7ll5M∞1O51O7▲3,l1,J2lqO2_il1l一O,1CC0OOCO一一啪铷ⅢⅢ。
q随吖2.2取材SD大鼠16只,随机分为空白组,挥发油组,水煎液组,石菖蒲总药组(石菖蒲挥发油和水煎液按提取比例混合),每组4只,每天灌胃一次,共给药五天,按生药量计算给药剂量为8.19/kg,实验前禁食12h。
rt-PA在血脑屏障氧糖剥夺体外模型中对神经细胞保护的研究胡俊;陈旭辉;吴军【摘要】目的观察重组组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)在体外血脑屏障氧糖剥夺模型中对神经细胞的影响,探讨rt-PA对脑缺血神经元的保护作用.方法利用Transwell培养小室为支架,构成以人血管上皮细胞为基础的体外血脑屏障模型;利用厌氧培养箱及无糖培养液,建立体外缺血缺氧模型;在体外缺血缺氧模型基础上,采用组织培养技术,培养神经细胞,并在缺血缺氧条件下,使用MTT法进行检测不同剂量rt-PA对神经细胞活性的影响.结果分别在氧糖剥夺实验(OGD)及非OGD条件下,在不同rt-PA药物的浓度作用下,低浓度(0.312 5 μg/mL)对非OGD条件下神经细胞的生长有促进作用,在OGD条件下,低浓度(0.625 μg/mL,0.312 5 μg/mL)对神经细胞同样具有保护作用.结论 rt-PA可能对脑缺血后神经细胞存在保护作用,并与rt-PA的剂量相关,在OGD条件下,低剂量rt-PA对神经细胞的保护作用更为显著.%Objective To observe the impact of recombin, and explore the protective effects of recombinant tissue plasminogen activator (rt-PA) on cerebral ischemia. Methods Based on human vascular epithelial cells,blood - brain barrier (BBB) model in vitro was established using Transwell culture chambers as the scaffold. Hypoxia - ischemia model in vitro was established with anaerobic incubator and sugar - free medium. Based on the above models, neurons were cultured using tissue culture techniques. At conditions of ischemia and hypoxia,MTT assay was applied to detect effect of different doses of rt-PA on the activity of neurons. Results The result showed that under oxygen - glucose deprivation (OGD) or non- OGD conditions and under different concentration of rt~PA,a lowconcentration (0. 312 5 μg/mL) of rt-PA played a catalytic role in the growth of neurons under non- OGD conditions. At the same time,under OGD condition,low concentrations of rt-PA (0. 625 μg/mL,0. 312 5 μg/mL) had a protective effect on neurons. Conclusion rt - PA might have protective effects on neurons after cerebral ischemia, which was related to the dose of rt - PA. Under OGD condition, the protective effects of low - dose rt-PA on neurons were more significant.【期刊名称】《中西医结合心脑血管病杂志》【年(卷),期】2012(010)006【总页数】3页(P728-730)【关键词】重组组织型纤溶酶原激活剂;血脑屏障模型;氧糖剥夺;神经细胞【作者】胡俊;陈旭辉;吴军【作者单位】北京大学深圳医院,518036;北京大学深圳医院,518036;北京大学深圳医院,518036【正文语种】中文【中图分类】R329.2重组组织型纤溶酶原激活剂(recombinant tissue-type plasminogen activator,rt-PA)是丝氨酸蛋白酶家族的一员,主要作用是激活纤溶酶原转变为纤溶酶。
银杏内酯和银杏黄酮干预β-淀粉样蛋白跨血脑屏障低氧模型转运的体外研究张云莎;杨琳;庞赓;李虎虎;范英昌;姜希娟【期刊名称】《广东医学》【年(卷),期】2016(037)016【摘要】目的:观察银杏内酯和银杏黄酮干预β-淀粉样蛋白(Aβ)跨血脑屏障(BBB)低氧模型的转运情况及与晚期糖基化终产物受体(RAGE)、低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)表达的相关性。
方法利用 Tran-swell 装置共培养大鼠脑微血管内皮细胞与星形胶质细胞建立BBB 模型,并分为对照组、低氧模型组、银杏内酯组、银杏黄酮组及联合用药组。
观察Aβ由脑侧向血管侧的转运情况,并检测 TEER 值及 FD4通透率以评价 BBB完整性,采用 RT -qPCR 及 Western blot 法检测转运体 RAGE、LRP1的表达。
结果在低氧条件下,受试药物单独或联合干预后,Aβ的外向转运率明显上升,差异有统计学意义,且联合用药效果更优。
各组处理均未破坏 BBB 的完整性;低氧上调 RAGE 的表达,下调 LRP1的表达,药物单独干预均能改善低氧对 LRP1的抑制作用,但不影响RAGE 的表达;而联合用药下调 RAGE 表达,同时上调 LRP1表达。
结论银杏叶活性成分银杏内酯和银杏黄酮通过干预 BBB 低氧模型 RAGE 及 LRP1的表达,促进Aβ的外向转运,从而降低脑Aβ水平,延缓了阿尔茨海默病的进展。
%Objective To observe the effects of glingolide and ginkgo flavone on β-amlyoid (Aβ) transcytosis across the blood -brain barrier (BBB) in hypoxic condition and its correlation with BBB transporter RAGE and LRP1. Methods The BBB models were established by co -culturing rat brain microvascular endothelial cellsand astrocytes in vitro in the Transwell device, and divided into control group, hypoxic group, Glingolide or Ginkgo Flavone alone and com-bined treatment groups.The basolateral -to -apical permeability of Aβwas detected by using enzyme -linked immu-nosorbent assay (ELISA).The BBB integrity was evaluated by measuring transepithelial -astocyte electrical resistance (TEER) and FD4 permeability rate.The expression of RAGE and LRP1 was assessed by RT -qPCR and Western blot. Results The efflux rate of Aβacross the BBB under hypoxic condition was lower compared with that in the control group. Th e efflux rate of Aβwas significantly increased after application of glingolide and/or ginkgo flavone.The BBB integrity was not damaged with any treatments.RAGE expression was up -regulated while LRP1 expression was down -regulated under hypoxiccondition.Administration of any single compound enhanced the inhibitory effect of low oxygen on LRP1 without affecting RAGE.The RAGE was down -regulated but LRP1 was up -regulated in combined treatment.Conclu-sion Glingolide and ginkgo flavone can promote Aβefflux th rough intervening RAGE and LRP1 expression to delay the development of Alzheimer′s disease.【总页数】4页(P2389-2392)【作者】张云莎;杨琳;庞赓;李虎虎;范英昌;姜希娟【作者单位】天津中医药大学病理教研室天津 300193;天津中医药大学病理教研室天津 300193;天津中医药大学病理教研室天津 300193;天津中医药大学病理教研室天津 300193;天津中医药大学病理教研室天津 300193;天津中医药大学病理教研室天津 300193【正文语种】中文【相关文献】1.药物跨血脑屏障转运的实验模型研究进展 [J], 姜波;刘伟;金晓玲;王长虹2.β淀粉样蛋白跨血脑屏障转运机制研究进展 [J], 张海静;赵春晖;张文生3.帕金森病细胞旁路开放对FLZ体外跨血脑屏障模型转运特性的影响 [J], 刘潜;侯金凤;张金兰;张丹;鲍秀琦;孙华4.血脑屏障上的转运蛋白及中药有效成分跨血脑屏障转运研究进展 [J], 陈阳;朱臻宇;洪战英;柴逸峰5.薄荷醇、苏合香挥发油对川芎嗪纳米粒跨血脑屏障模型转运行为的影响 [J], 张翼;杨凯丽;毕嘉谣;王迪磊;郭子硕;杜守颖;李鹏跃因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米银颗粒通过血脑屏障中剂量-效应关系的初步研究汤京龙;王硕;刘丽;王春仁;奚廷斐【摘要】Objective;The aim of this study was to investigate the dose-effect relation of the ability that silver nanoparticles (SNPs) crossing through the blood-brain barrier (BBB) and presume its mechanism. Methods: In this study, SNPs were test samples and silver microparticles (SMPs) acted as control samples. First, an ire vitro BBB model was established. Second, SNPs or SMPs were cultured in the BBB model at different dose from 25μg · mL-1 to 400 μg · mL-1, respectively. After 4 hours of culture, the ultrastructure of BBB and the percentage of silver particles crossing through BBB were evaluated with TEM and ICP-MS respectively. Results: Results demonstrated that SNPs crossed the BBB, while the SMPs did not. When S NPS dose<100 μg·mL-1, about 2% silver particles crossed BBB, and the BBBs ultrastructures were normal. When dose > 100 μg·mL-1, the higher dose is, the more silver particles crossed BBB, and the more damage occurred in the BBBs ultrastructures. When dose =400 μg·-mL-1, about 15% silver particles crossed BBB. Conclusion;The results suggested that membrane-mobile transport mechanism is the main way allowing SNPs to cross the BBB in low dose. Cytotoxicity mechanism is the main way allowing SNPs to cross the BBB in higher dose. It is also suggested that SNPs could cross the BBB even in a low dose. A cautious attitude would be hold before silver nanoparticles-based medical devices were used in clinical practice.%目的:本文研究了纳米银颗粒通过血脑屏障的剂量-效应关系,并对其通过血脑屏障的机理进行了初步推测.方法:研究中先建立了一个体外血脑屏障模型,再以纳米银颗粒为试验样品、微米银颗粒为对照样品,将不同浓度(25~400 μg· mL-1)的试样和对照样加入体外血脑屏障模型中共同培养4h,之后利用ICP-MS测定通过血脑屏障的银颗粒百分比,并采用TEM观察BBB细胞的超微结构.结果:在相同剂量下,只有纳米银颗粒能通过血脑屏障;当纳米银颗粒的剂量小于100 μg· mL-1时,血脑屏障结构完整,有约2%纳米银颗粒通过血脑屏障;当纳米银颗粒剂量在100~400 μg·mL-1的范围内时,随纳米银颗粒剂量增加,纳米银颗粒通过血脑屏障的比率也会相应增加,而且血脑屏障结构被破坏的程度也相应增加.纳米银颗粒剂量为400 μg· mL-1时,有约15%的纳米银颗粒通过了血脑屏障.结论:初步推断,在剂量较低时,纳米银颗粒主要通过“细胞转运机理”通过血脑屏障,当剂量大到足以对脑毛细血管内皮细胞产生足够的细胞毒性时,“细胞毒性机理”将起主要作用.这也提示我们,即使剂量很小,纳米银颗粒仍能通过血脑屏障.因此在使用含有纳米银颗粒的医用产品甚至保健品时应持谨慎的态度.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2013(029)005【总页数】6页(P1025-1030)【关键词】纳米银颗粒;血脑屏障;剂量-关系效应【作者】汤京龙;王硕;刘丽;王春仁;奚廷斐【作者单位】中国食品药品检定研究院,北京,100050;中国食品药品检定研究院,北京,100050;中国食品药品检定研究院,北京,100050;中国食品药品检定研究院,北京,100050;北京大学深圳研究院,深圳 518055【正文语种】中文【中图分类】O614.122;TG146.3+2;Q331因为具有比传统抗菌剂更优的抗菌效果,纳米银已在医药卫生领域得到广泛的应用[1-2]。
SREBP-1介导血管内皮细胞LRP1表达下调对糖尿病认知功能的影响研究【摘要】:目的研究固醇调节元件结合蛋白-1(SREBP-1)蛋白介导血管内皮细胞低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)表达下调信号通路对糖尿病引起的认知功能障碍中的影响。
方法培养人脑微血管内皮细胞(HBMEC),高糖(mM)处理构建血脑屏障的体外模型,使用抑制剂 betulin阻断SREBP-1表达,采用Western blot、qRT-PCR检测下游LRP1蛋白及mRNA表达情况。
结果 CI模型组LRP1蛋白及LRP1 mRNA表达水平显著低于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.05);CI模型组SREBP-1蛋白及SREBP-1 mRNA表达水平显著高于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.05);抑制剂组LRP1蛋白、mRNA表达水平显著高于CI模型组,差异有统计学意义(P<0.05),抑制剂组与正常对照组比较无统计学意义(P>0.05)。
结论 CI模型HBMECs表明LRP1表达水平及SREBP-1蛋白含量存在异常,CI患者出现认知功能障碍与SREBP-1介导的血管内皮细胞LRP1表达下调有关。
关键词:糖尿病认知功能;固醇调节元件结合蛋白-1;低密度脂蛋白受体相关蛋白1;血管内皮细胞Effect of SREBP-1 Protein Mediated Down-regulation of LRP1 Expression in Vascular Endothelial Cells on Cognitive Function of Diabetes Mellitus【Abstract】:Objective To investigate the effect of sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP-1) protein mediated down-regulation of low-density lipoprotein receptor related protein 1 (LRP1) expression in vascular endothelial cells on cognitive function of diabetes mellitus. Methods Human brain microvascular endothelial cells (HBMEC) were made into blood-brain barrier models by exposure of highglucose treatment (50mM). The inhibitor betulin was used to block the expression of SREBP-1, and the protein and mRNA expression of downstream LRP1 was detected by Western blot and qRT-PCR, respectively. Results The protein and mRNA expression of LRP1 in CI model group were significantly lower than those in normal control group (P<0.05); The protein and mRNA expression of SREBP-1 in CI model group were significantly higher than those in normal control group (P<0.05); Inhibitor group and CI model group showed significant difference inthe protein and mRNA expression levels of LRP (P<0.05), while showedno significant difference in protein and mRNA expression of SREBP-1 (P>0.05). Conclusions HBMECs in CI model have abnormal levels of LRP1 and SREBP-1, denoting that cognitive dysfunction in CI patients is related to the down-regulation of LRP1 expression in vascular endothelial cells mediated by SREBP-1.Key words: Diabetes; Cognitive function; Sterol regulatory element binding protein-1; Low-density lipoprotein receptor related protein 1; Vascular endothelial cells糖尿病认知功能障碍(cognitive impairment,CI)是糖尿病常见慢性并发症之一,糖尿病患者罹患认知功能障碍的风险是其他人群的1.5~2倍[1]。