关键词:
纳米技术
血小板膜
内皮细胞
PLGA
MSC
摘要:
背景随着医学诊疗技术的进步,人类已经克服了许多疾病难题,但是目前在世界范围内,心血管疾病依旧是人类健康的杀手,现在心血管病死亡率依旧是首位。对于冠心病的机制、诊断、治疗等方面依旧需要研究人员不断的探索,去寻求更好的、更优的或者开发全新的诊疗手段。干细胞移植在缺血性心脏病的治疗中展现出良好的应用前景。但是,干细胞移植存在免疫排斥反应、自体细胞来源受限、缺乏靶向性等难题。间充质基质细胞(Mesenchymal stromal cells,MSCs)可经旁分泌产生可溶性蛋白质、游离核酸、脂质和细胞外小泡等,这些生物活性物质存在于MSCs的条件培养液中。现已有研究证实这些因子可以提高心肌细胞的存活率和刺激血管生成。PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid))是一种具有生物可降解性和生物相容性的共聚物,现PLGA已经被用于包载多种生物活性分子,包括蛋白质、基因以及药物等。血小板是哺乳动物血液中的有形成分之一,在止血、伤口愈合、炎症反应、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理过程中有重要作用。循环中的血小板具有天然的靶向缺血损伤区域的能力,这种靶向功能主要由血小板膜(platelet membrane,PM)表面的糖蛋白起作用。近年来利用血小板膜制成的仿生型纳米药物递送系统逐渐成为了研究热点。目的本研究采用MSCs的条件培养液,联合PLGA构建PLGA-MSCs纳米粒(PLGA-MSCs nanoparticles,NP);纳米粒包备血小板膜,从而构建血小板膜修饰的PLGA-MSCs纳米粒(PNP)。完成对PNP的表征鉴定、时间-缓释效率分析、生物相容性分析;探索PNP在体外对内皮细胞的作用;体外模拟血管内皮损伤,探索PNP对于内皮的粘附性;通过构建大鼠颈内动脉球囊损伤模型,尾静脉输注PNP,体内探索PNP对损伤内膜的修复作用。方法培养大鼠骨髓间充质基质细胞,收集条件培养液,水相-油相超声混匀法构建PLGA-MSCs纳米粒,采用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)、纳米颗粒跟踪分析(Nanopartical Tracking Analysis,NTA)、原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)进行NP的特征鉴定。利用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)测定NP在不同时间点缓慢释放生长因子的能力并验证纳米仿生颗粒对人脐静脉内皮细胞的作用。从志愿者血液标本中提取血小板,采取反复冻融法制备血小板膜(PM)。Western blot法对比分析冻融前后血小板表面特异性蛋白CD42b的表达水平差异。血小板聚集实验及致密颗粒释放实验分析PM是否具有活化血小板聚集的能力。采用超声震荡法,将PM包被PLGA-MSCs纳米粒,制备-PNP。透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)鉴定PNP,并使用Western Blot验证血小板膜表面蛋白CD42b的表达。CCK-8及细胞死/活实验检测NP对于人脐静脉内皮细胞的增殖性及细胞活性影响,体外模拟血管内膜损伤探索PNP对损伤内皮的粘附作用,并构建大鼠颈动脉球囊损伤模型,尾静脉输注PNP,体内探索PNP对损伤内膜的修复作用。结果1.本实验制得的NP与PNP进行NTA、TEM及AFM检测,可知NP分布均一,浓度为1X109个/ml,透射电镜下可见NP的形态为光滑的球形体,PNP图像可见血小板膜成功包裹在NP的外层,两者的直径均在100-150nm,无统计学差异(P>0.05);原子力显微镜下可见NP和PNP的形态相近,直径无统计学差异(P>0.05)。2.使用ELISA法检测0天,1天,3天,7天,14天不同时间点的NP上清中VEGF、IGF-1、HGF因子,结果示NP的生长因子累计释放百分比逐渐上升,证实了 PLGA具有缓释生长因子的功能。***与PBS在相同条件下,激发血小板的聚集及致密颗粒释放的能力无差异(P>0.05)。***-8法检验细胞活性证实不同浓度的NP(10/20/40/60ug/ml)与内皮细胞共培养48小时后,可以明显增加细胞的增殖性(P<0.05),72小时后40ug/mL与60ug/mL细胞活性较未处理组明显增高(P<0.001)。5.不同浓度的NP与内皮细胞共培养后,细胞死活染色分析可见NP可明显降低死细胞比例(P<0.05)。6.体外模拟血管内膜损伤,可见PNP(红色荧光)明显滞留在损伤内皮表面,NP基本无粘附;构建大鼠颈内动脉球囊损伤模型,尾静脉输注PNP,证实PNP处理组的内膜与中膜比值明显低于NP和PBS处理组,证实PNP对损伤内膜具有修复作用。结论血小板膜修饰的PLGA-MSCs纳米粒具有靶向损伤血