细胞转运肽修饰刺突状纳微球用于生长激素口服给药的研究

In order to improve the translocation efficiency of recombinant human growth hormone (rhGH)-loaded particles in the intestinal epithelium and enhance the bioavailability of orally administered, the study is to prepare uniform-sized spike nano/microspheres with amphiphilic mPEG-PLGA and R8-PLGA by rapid membrane emulsification technique. Compared with smooth morphology nano/microspheres, the spike nano/microspheres could enhance bioadhesion ability because of higher surface area. The modifications of PEG make nano/microspheres penetrate mucus and increase the contact with intestinal epithelial cells. Cell-penetrating peptide R8 is a type of polypeptides that can serve as vehicles for the delivery of exogenous molecules into cells. R8 could prominently improve the transport efficiency of macromolecules across the intestinal mucosal barrier. In addition, R8 could open cell junction and improve absorption efficiency. Furthermore, by virtue of uniformed-size particles prepared by rapid membrane emulsification technique, we could assure passive targeted of M cell and treatment repeatability. Therefore, our delivery system could improve the transport efficiency of macromolecules across the intestinal mucosal barrier and oral bioavailability.

针对重组人生长激素（rhGH）缓释微球口服生物利用度低的难题，本研究拟将两亲性mPEG-PLGA和细胞穿透肽R8修饰的PLGA两种材料复配，用快速膜乳化法制备粒径均一的载rhGH的刺突状mPEG/R8-PLGA纳微球。与光滑表面的纳微球相比，刺突状纳微球的粗糙表面和较高的比表面积增加其与肠道黏膜的接触位点，从而提升其生物黏附性；通过表面修饰PEG链，使微球可以有效的穿过黏液层，到达肠道上皮细胞的表面，延长微球在肠道滞留的时间；用能顺利通过生物膜进入细胞的多肽R8修饰纳微球，促进所有肠细胞（包括普通肠细胞和M细胞）的跨胞转运，还能打开胞间紧密连接来提高细胞旁路通道转运效率，以期望提高该载药纳微球的口服生物利用度；同时，借助于快速膜乳化技术特有的粒径均一优势，保证纳微球在M细胞的被动靶向性和治疗的重复性。因此，该递送系统可以改善载体跨肠道黏膜层的转运效率，有望提高生长激素的口服生物利用度。

针对目前重组人生长激素（rhGH）缓释口服微球存在微球粒径大小不均一、尺寸难以控制、制备反应条件剧烈、口服生物利用度低等问题，本研究拟将聚乙二醇-聚乳酸聚乙醇酸共聚物（mPEG-PLGA）和细胞穿透肽多聚精氨酸（R8）修饰的 PLGA 两种材料进行复配，用快速膜乳化法成功制备了粒径均一的纳米至微米级的载生长激素的刺突状mPEG/R8-PLGA 纳微球。. 项目取得的主要结果包括：.（1）以牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白，以 mPEG-PLGA为材料，采用复乳法结合溶剂挥发法制备 mPEG-PLGA 刺突微球，考察了膜材组份比、内水相与油相体积比、油相与外水相体积比、固化条件等因素对微球的形貌结构及包埋率的影响。结果表明，经过方法考察优化工艺制备出的微球具备典型的刺突状形貌，包埋较高，较普通光滑微球具有更高的比表面积。.（2）以生长激素为模型蛋白，通过调节关键参数，按优化工艺制备的微球生长出海胆状、花状、核桃状、珊瑚状四种特异刺突形貌，同时包埋率达到60%以上，且体外释放情况较好。.（3）细胞实验结果表明，本项目所设计的刺突微球可以实现较高的细胞内吞，分析原因是，刺突状微球更能刺激细胞的捕获和吞噬作用，从而增强微球的跨胞转运功能。.（4）动物实验表明，口服mPEG/R8-PLGA 纳微球的大鼠，其体内血药浓度、体重增长速度均高于光滑PLGA微球组，显示其在药代动力学和药效学上的优势。通过生化仪分析显示所制备的刺突微球对心、肝、肾等主要脏器无副作用。本项目所制备的刺突微球有望作为一种普适的口服缓释载体，用于不同类型蛋白多肽药物。. 本项目按照计划完成了全部研究工作，在Journal of Colloid and Interface Science，Journal of Applied Polymer Science发表SCI论文2篇。资助期间荣获中国科学院过程工程研究所2014年度“优秀青年”称号，入选了中国科学院过程工程研究所青年创新促进会；并获得中科院过程所科研和管理工作交流会墙报评选青年科技创新优秀奖。