脑靶向PI3Kgamma抑制剂纳米缓释载体对缺血性脑卒中的保护作用研究

BBB dysfunction, leucocytes infiltration and glia activation are the key steps in post-ischemic stroke inflammatory response. PI3Kgamma plays central role in regulation of vascular endothelial cells permeability, leukocyte chemotactic migration and microglia activation, which could be served as a effective target for inflammation intervention. In this study，a brain-targeting drug delivery nanocarrier will be constructed based on biodegredable PHBH nanoparticles to overcome the strong hydrophobility and poor pharmaceutical properties of PI3Kgamma inhibitor. The brain-targeting peptide will be absorbed on the surface of nanocarriers through the protein-material interaction without chemical crosslink reaction. Inhibition of PI3Kgamma activity will be achieved through the effective delivery of PI3Kgamma inhibitor to ischemic site and surrounding area, therefore, to maintain the stucture and function of BBB, reduce leucocyte infiltration, attanuate sustained strong inflammatory response and glia activation. These help to mitigate the neuron damage in ischemic area especially in penumbra, improve the neuron survival and reduce the Infarction volume, which will be beneficial for later brain repair therapeutic intervention. The construction of this brain-targeting sustained drug release carrier will establish novel view and new way to promote the effective delivery of therapeutic agent to brain, provide the innovative technology and new strategy of targeted nano-therapy for other central neural system diseases, and result in the positive social value and promising application prospects.

缺血性脑卒中后BBB功能障碍、炎症细胞浸润和胶质细胞活化引发强烈炎症反应是造成继发性神经损伤的关键环节。PI3Kgamma是重要的炎症反应干预靶点，参与血管通透性、白细胞趋化迁移和小胶质细胞活化的调节。但PI3Kgamma抑制剂的强疏水性严重制约了其体内抗炎效果。本项目拟建立一种新型脑靶向PI3Kgamma抑制剂纳米缓释载体，通过向缺血性脑卒中损伤部位及周边区域进行有效的药物递送，维护BBB结构和功能，减少炎症细胞浸润，减轻炎症反应和胶质细胞活化程度，从而减少脑缺血部位特别是半影区内神经元的损伤，增加存活神经元数量，缩小脑缺血损伤范围，为后期修复治疗创造有利环境，对促进损伤后神经功能恢复和重建具有积极作用。这一新型脑靶向药物递送的新技术可为脑损伤后炎症反应控制、降低继发性神经损伤提供切实有效的干预手段，并可为其它中枢性疾病的纳米靶向治疗提供新思路新策略，具有重要的学术意义和良好的应用前景。

缺血性脑卒中后强烈炎症反应是造成继发性神经损伤的关键环节。PI3Kgamma是重要的炎症反应干预靶点，参与血管通透性、白细胞趋化迁移和小胶质细胞活化的调节。本项目探索了靶向性抑制中枢神经系统PI3Kgamma对脑卒中的保护作用，揭示PI3Kgamma特异性抑制剂AS605240对脑卒中后神经元存活，星形胶质细胞活化情况及炎症反应程度的干预效果和相关机制，并拟通过建立脑靶向PI3Kgamma抑制剂纳米缓释载体，向缺血性脑卒中损伤部位及周边区域进行药物递送，从而减少脑缺血部位特别是半影区内神经元的损伤，为后期修复治疗创造有利环境。.研究中我们首先确认了揭示PI3Kgamma特异性抑制剂AS605240对脑卒中后的保护作用，结果显示其能够改善MCAO小鼠损伤后神经功能评分，有效减少梗死区面积，降低星形胶质细胞的活化。AS605240对小胶质细胞活化的抑制作用效果已较为明确，本研究中我们重点开展了AS605240对星形胶质细胞的直接作用研究。采用IL-6及其可溶性受体共同激活星形胶质细胞构建星形胶质细胞的激活模型，AS605240处理可以明显降低星形胶质细胞活化的标志分子，减轻细胞形态改变，在蛋白水平上揭示出13种可被IL-6/sIL-6R明显上调，而可被AS605240显著抑制的炎症因子，并在mRNA水平上验证了7中相关炎症因子的表达情况。这些结果表明PI3Kgamma的特异性抑制能够降低由于炎症所造成的星形胶质细胞的活化，对脑卒中后炎症反应的控制有重要贡献，从而可能对后期神经元的修复和重塑具有积极作用。.同时，本研究中我们建立并优化了粒径小于100nm的PHA微球的制备工艺，获得了载AS605240的PHA纳米微球，其在体外可实现有效的药物缓释效果。构建了PHA颗粒结合蛋白（PhaP）与脂蛋白E前体159-167多肽片段（AEp9）的融合蛋白AEp9-PhaP，并实现了其在PHA纳米药物载体表面的修饰。修饰后的功能性PHA纳米微球能够更有效的被星形胶质细胞摄取吞噬。但体内实验结果表明，粒径小于100nm的PHA微球本身具有一定的脑蓄积效果，而利用AEp9-PhaP融合蛋白修饰后的PHA纳米颗粒主要聚集在小鼠肝脏中，没有观察到明显的脑靶向效果。未来将对AEp9-PhaP融合蛋白的结构及其在PHA纳米微球表面的修饰状态进行进一步研究，优化其脑靶向能力。