葡萄糖基修飾的還原響應雙氫青蒿素微粒有利于增加藥物在瘧原蟲體內的富集、實現更好的抗瘧藥效
瘧疾是一種嚴重威脅人類健康的蟲媒傳染。雙氫青蒿素(DHA)對瘧疾有很強的治療作用。然而,由于DHA的半衰期短,導致只有一小部分藥物能夠進入寄生蟲,發揮抗瘧療效。
瘧原蟲為了維持自身快速生長繁殖的能量需要,通過增加宿主細胞膜上葡萄糖轉運蛋白1(GLUT1)的表達和在寄生蟲膜上表達己糖轉運蛋白(HT),使大量葡萄糖由血漿主動轉運至寄生蟲中。同時瘧原蟲會通過向宿主細胞外排氧化型谷胱甘肽、合成還原型谷胱甘肽的方式保護寄生蟲免受氧化應激損傷。
圖1 D-PMs-CC(A、B)、D@GLU-PMs-CC(C、D)和D@GLU-PMs-SS(E、F)的粒徑分布、透射電鏡及外觀圖
為了將更多的藥物被轉運至瘧原蟲內,在本研究中,以二硫鍵為連接臂的雙氫青蒿素-十八胺偶聯化合物為基。尤肫咸煙切奘蔚TPGS-GLU作為穩定劑,采用納米沉淀法制備了無葡萄糖基修飾的非還原響應微粒(D-PMs-CC)、葡萄糖基修飾的非還原響應微粒(D@GLU-PMs-CC)和葡萄糖基修飾的還原響應微粒(D@GLU-PMs-SS)(圖1)。
圖2 C6-PMs-CC、C6@GLU-PMs-CC和C6@GLU-PMs-SS的體外靶向性(A、B)和紅細胞內靶向性(C)評價(n = 3)
以香豆素6(C6)標記的無葡萄糖基修飾的非還原響應微粒(C6-PMs-CC)為對照,微粒與感染的紅細胞共孵育后,葡萄糖基修飾微粒在瘧原蟲中的富集顯著增強(P<0.05)(圖2)。
圖3 C6-PMs-CC、C6@GLU-PMs-CC和C6@GLU-PMs-SS的紅細胞內靶向性(A)評價;DHA-sol、D-PMs-CC、D@GLU-PMs-CC和D@GLU-PMs-SS作用后紅細胞內的ROS(B)和瘧原蟲內的GSH/GSSG比值(C)的測定(n = 3)
將C6標記的微粒注射到瘧原蟲感染的小鼠體內,C6@GLU-PMs-CC組感染小鼠紅細胞中的C6含量(11.81 ng/ml ± 0.54 ng/ml)明顯高于 C6-PMs-CC 組(9.97 ng/ml ± 0.50 ng/ml)(P<0.05)(圖3A)。將微粒與受感染的紅細胞在體外進行共孵育,D@GLU-PMs-SS組中紅細胞中的ROS和瘧原蟲中的GSH/GSSG比值分別是D@GLU-PMs-CC對照組的1.27倍和0.49倍(圖3AB)。

圖4 DHA-sol、D-PMs-CC、D@GLU-PMs-CC和D@GLU-PMs-SS停藥1天的感染率(A)、抑制率(B)、存活情況(C:DHA-sol,D:D-PMs-CC,E:D@GLU-PMs-CC,F:D@GLU-PMs-SS)和治療后小鼠的肝、脾H&E染色(**P < 0.01,n = 5)
與DHA溶液、D-PMs-CC組或D@GLU-PMs-CC組相比,D@GLU-PMs-SS組具有更優的抗瘧活性和安全性(P<0.05)。
綜上所述,本研究揭示對雙氫青蒿素微粒進行葡萄糖基和還原響應修飾,可實現微粒在瘧原蟲體內的富集,達到更好的抗瘧效果,為今后抗瘧藥遞送系統的設計提供新策略。
c7c7.app藥學院王蓉蓉為本文第一作者,c7c7.app藥學院張淑秋教授為本文通信作者。本項目得到國家自然科學基金面上項目的支持。