噬菌体展示脑靶向肽在脑部递药中的应用及靶向性机理研究

Protein and peptide drugs can hardly enter the brain due to the presence of Blood-brain barrier (BBB), seriously affecting the treatment of brain diseases. Blood-cerebrospinal-fluid barrier (BCSFB) is a barrier more likely to overcome compared with BBB and probably provides higher chance to getting access to the brain. A dodecapeptide (named as T12，TPSYDTYAAELR) was screened from our previous study. T12 is a promising motif which can cross the BCSFB from system circulation. In this present study, T12, together with PEG-PLGA copolymer nanoparticles as the drug carrier, and huperzine-A as the model drug, is used to construct a new brain-targeted drug delivery system mediated by the phage-displayed peptide, and the brain drug delivery efficacy will be evaluated. Furthermore, primary exploration of the mechanism of T12 crossing BCSFB will be conducted. This new drug delivery system and its related research have not been reported at home or abroad. It has high research significance and social benefits.

血-脑屏障的存在使得具有治疗作用的绝大多数药物难以入脑，严重影响了脑部疾病的治疗效果。与血-脑屏障相比，血-脑脊液屏障具有一定的通透性，这为药物入脑发挥疗效提供了可能性。通过前期实验我们筛选获得了能跨越血-脑脊液屏障的十二肽（T12，TPSYDTYAAELR）,本项目拟将T12肽修饰于聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸共聚物（PEG-PLGA）纳米粒表面，以石杉碱甲为模型药物，构建一种新型的噬菌体展示肽介导的脑靶向递药系统，并对其脑内递药特性进行评价。此外，本申请拟对T12肽跨血-脑脊液屏障的机理进行初探。本申请的递药系统的构建及相关研究目前国内外未见报道，具有较高的研究意义和社会效益。

血-脑屏障的存在使得具有治疗作用的绝大多数药物难以入脑，严重影响了脑部疾病的治疗效果。与血-脑屏障相比，血-脑脊液屏障具有一定的通透性，这为药物入脑发挥疗效提供了可能性。.通过前期实验我们筛选获得了能跨越血-脑脊液屏障的十二肽（T12），在本项目中，我们采用乳化/溶媒蒸发法以共聚物MePEG-PLGA和MAL-PEG-PLGA为原料，制备了纳米粒（NP），通过马来酰亚胺基和T12肽末端的巯基相共价连接，构建了T12肽修饰的纳米粒（T12-NP）并对其进行了表征。制备了载香豆素-6的NP（NP/Cou-6）及T12-NP（T12-NP/Cou-6），并通过大鼠脉络丛上皮永生化细胞（Z310细胞）作为血-脑脊液屏障的模型考察NP/Cou-6及T12-NP/Cou-6体外的脑内递药特性及入胞和胞内转运通路。利用小动物活体成像技术比较包载了DiR的NP、T12-NP在裸鼠体内的活体分布及脑内递药特性。通过CCK-8法和HE染色评价T12-NP的体内、外毒性。.所得T12-NP平均粒径为170nm，电镜下观察纳米粒形态规整，大小均匀。XPS表面元素分析证实T12肽成功连接于纳米粒表面。摄取实验结果表明，在不同时间，Z310细胞对T12-NP的摄取均明显高于NP。小动物活体成像结果显示与注射了未经修饰的普通纳米粒（NP/DiR）的裸鼠相比，静脉注射经T12修饰的纳米粒（T12-NP/DiR）提高了入脑效率。CCK-8和HE染色结果显示T12-NP具有良好的体内、外安全性。.Tf和T12肽抑制Z310细胞对T12-NP/Cou-6的摄取，提示转铁蛋白受体（TfR）在Z310细胞对T12-NP/Cou-6的摄取中发挥重要作用。利用TfR siRNA对Z310细胞的TfR进行敲降，Western blot检测TfR的敲降效率。将Z310细胞的TfR敲降后显著降低了Z310细胞对T12-NP/cou-6的摄取，提示TfR在Z310细胞对T12-NP/Cou-6的摄取中发挥重要作用。.T12肽修饰的纳米粒递药系统具有良好的脑靶向性、安全性且适宜脑内递药。