基于血脑屏障的药物转运体研究进展

<正>血脑屏障(blood brain barrier,BBB)是指由脑毛细血管内皮细胞(brain microvascular endothelial cell,BMEC)、周细胞、星形胶质细胞终足等通过紧密连接构成的屏障系统。BBB作为中枢神经系统(central nervous system,CNS)与血液中物质交换的屏障结构,主动摄取CNS所需的营养物质,并外排或阻挡有损CNS的物质进入,以保障CNS的生理稳态。BBB的这一屏障功能同样也阻碍了多数"治脑"药物进入脑组织,严重影响CNS疾病的治疗。如何转运药物"入脑"浓集于脑组织作用靶点以发挥药效,是近年来脑病学者所关注的热点、难点问     

血脑屏障与药物转运方法的研究进展

血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的存在使95%的药物无法从血液中进入脑组织,限制了中枢神经系统(CNS)药物的作用[1]。BBB由毛细血管内皮细胞、内皮细胞紧密连接、星形胶质细胞的足突和基膜组成,存在于血液和脑组织间,其中毛细血管内皮细胞和细胞间紧密连接是BBB的基本结构成     

3D血脑屏障类器官氧糖剥夺模型的构建及冠心宁注射液的保护作用探究

血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)在维持中枢神经系统稳态方面发挥着重要作用。在许多神经系统疾病如缺血性脑卒中、阿尔茨海默症等疾病中都会出现BBB损伤。中医药对于防治缺血性脑卒中潜力巨大,但临床相关模型的缺乏已成为其应用开发的瓶颈。本研究采用了由人脑微血管内皮细胞(HBMEC)、人脑星形胶质细胞(HA)和人脑血管周细胞(HBVP)组成的BBB类器官模型,并建立了细胞活力、屏障通透性及BBB标志物表达的氧糖剥夺/复氧(OGD/R)条件。然后在该类器官模型中研究了中药冠心宁注射液(GXNI)对OGD/R诱导的BBB功能障碍的保护作用。结果表明, OGD/R降低BBB类器官细胞活力,增加屏障通透性(渗漏),降低紧密连接蛋白闭塞带-1 (ZO-1)、claudin-5、闭塞素和P-糖蛋白(P-gp)的水平。GXNI可显著阻止OGD/R诱导的BBB破坏,如细胞活力降低和通透性增加。本研究为中枢神经系统靶向药物的研发提供了一种新的人类细胞源性3D缺血性脑病模型,并证明了中药GXNI在体外可有效保护BBB功能障碍。     

穿透血脑屏障的抗癌药物靶向治疗：药物的化学修饰或纳米粒方法

治疗中枢神经系统（CNS）疾病药物研发的最大难点是如何使药物通过静脉注射后经血液循环穿透血脑屏障（BBB）分布到CNS。目前,BBB靶向技术的研发非常活跃,其中重要的方法是进行药物分子化学修饰或将药物装载于纳米粒以穿越BBB。本文综述了通过药物的功能性化学修饰、药物载体系统和BBB内源转运子方法实现上述目标。     

白芷香豆素成分对葛根素跨血脑屏障体内外转运的影响

构建原代大鼠脑微血管内皮细胞(rat brain microvascular endothelial cells, BMEC)和大鼠星状胶质细胞(rat astrocytes, AS)共培养模型以研究葛根素-白芷香豆素成分联用后对葛根素在大鼠体外血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)模型中转运及大鼠脑组织分布的影响。通过测定模型跨内皮电阻值、苯酚红通透性、BBB相关蛋白表达评价模型屏障功能。通透性实验和Western blot法分别研究了白芷香豆素成分对BMEC、大鼠脑组织通透性及BBB相关蛋白表达的影响。本研究中动物实验方案均获得西安交通大学医学部生物医学伦理委员会的批准(动物伦理号:2021-1329)。结果表明,构建的BMEC/AS共培养模型可用于药物体外跨BBB研究;与白芷香豆素成分联用后,葛根素在体外共培养模型及大鼠脑组织上的转运量显著提升;白芷香豆素成分可以增加BBB通透性,抑制P糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp)、紧密连接重要蛋白闭锁连接蛋白-1 (zonula occludens-1, ZO-1)和闭合蛋白(occludin)的表达...     

细胞色素P450酶系体外药物代谢研究方法进展

目的 综述细胞色素P450 (CYP 450)酶影响药物代谢的体外研究方法.方法 参考国内外文献,对与药物代谢相关的CYP酶亚型、CYP酶种属差异、CYP酶体外反应体系、药物主要代谢酶的确认方法及体外CYP酶的抑制和诱导,进行分类、归纳和整理.结果与结论 CYP 450在药物代谢中具有重要作用,药物代谢研究是新药评价体系中重要的一部分.     

甘草素在体肠吸收及体外血脑屏障通透性研究

目的:研究甘草素(liquirtigenin)的肠吸收及血脑屏障(BBB)通透性.方法:利用大鼠单向肠灌流模型及联用高效液相色谱(HPLC)方法研究甘草素的吸收.分离鼠脑微血管内皮细胞(BMEC)和星形胶质细胞(AC),建立体外BBB模型,研究甘草素的BBB通透性.结果:在体肠灌流模型中甘草素在空肠处的有效渗透系数(Peff)为(101.1±4.7)×10-6cm·s-1,高于工具药盐酸普萘洛尔的Peff(77.4±15.2)×10-6cm·s-1.BBB通透实验中90 min时甘草素的BBB通透率为(29.73±6.83)％,工具药青霉素钠和氯霉素的BBB通透率分别为(1.64±0.17)％和(34.03±4.92)％.结论:甘草素肠壁通透性较好,也较易透过BBB.     

神经血管单元的体外神经模型构建

目的建立一种可以模拟血脑屏障的体外细胞模型。方法体外分离培养3种细胞(神经胶质细胞,血管内皮细胞和海马神经元),对培养的细胞进行细胞形态及细胞学鉴定,最终建立成包含此3种细胞的三维模型即神经血管单元(NVU)。结果本试验成功培养了了体外神经血管单元并进行相关的细胞学鉴定,同时对模型的完整性和通透性进行了验证。结论此模型的成功建立不仅可以用于替代体内血脑屏障(BBB),同时对于药物研发及化学物神经毒性的筛选及研究具有重要的意义。     

大鼠脑微血管内皮细胞与周细胞、星形胶质细胞共培养建立体外血脑屏障模型

目的应用原代培养的大鼠脑微血管内皮细胞(brainmicrovessel endothelial cells,BMECs)与脑微血管周细胞(brain-microvessel pericytes,BMPC)、星形胶质细胞(astrocytes,AS)共培养建立可模拟在体状态的体外血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)模型。方法原代分离、纯化和培养大鼠BMECs、BMPC和AS,通过细胞形态学和免疫细胞化学染色方法鉴定原代培养的细胞,应用Millicell细胞培养插(孔径0.4μm)建立5种不同类型的体外BBB模型,经跨内皮电阻值(transendothelial electrical resistance,TEER)、荧光素钠通透性(sodium fluorescent,Na-FLU)、碱性磷酸酶(AKP)和γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT1)的表达测定以及阳性药在体内和体外BBB通透量的相似性,比较评价其屏障功能。结果原代培养的BMECs呈典型的铺路卵石样结构,BMPC胞体较大且呈分枝状,AS有细长突触,胞质较浅;免疫细胞化学染色证实原代细胞为目标细胞;BMECs与BMPC、AS共培养后TEER值可达(478±25)Ω·cm2,Na-FLU的表观渗透系数为[(8.23±0.78)×10-6]cm·s-1,AKP和γ-GT1表达分别为(6.90±0.27)金氏单位·g-1Pro,(4.39±0.32)μg·g-1Pro;阳性药在体外BBB的表观渗透系数(apparent permeability coefficient,Papp)与在体数据具有较好的相关性(R2=0.92)。结论原代培养的大鼠BMECs与BMPC、AS共培养建立的体外BBB模型在形态、结构及屏障功能方面具备BBB的基本特征,为研究BBB的生理学、病理学以及筛选化合物提供了一种有用工具。     

氮烯乙茶在大鼠、犬、猴肝亚细胞成分中的生物转化

目的:利用肝亚细胞成分研究I类抗癌新药氮烯乙茶的生物转化及其种属差异。方法:以高效液相色谱法检测肝9 000 ×g 上清液(S-9) 和微粒体中氮烯乙茶及其代谢产物的浓度。结果:大鼠、犬、猴肝S-9中氮烯乙茶的固有清除率(CL_int) 分别为14-9,10-4,30-4 μL·min^-1·mg^-1 protein,代谢产物为7-乙基-8-氨基茶碱(7-ethyl-8-aminotheophylline,EAT),氮烯乙茶在肝的生物转化部位在微粒体。结论:预计氮烯乙茶在生物转化途径上的种属差异较小;肝亚细胞成分是研究药物代谢及种属差异的较好体外模型。     

体外肝细胞的制备及在药物开发中的应用

体外肝细胞模型(主要是原代肝细胞培养)作为一种强有力的体外研究体系被广泛应用于化学异物的肝毒性研究.由于肝细胞具有Ⅰ相、Ⅱ相药物代谢酶和药物转运载体.肝细胞被应用于药代动力学领域的研究,如:动力学参数、清除率、种属间比较、酶抑制和诱导效应、药物转运载体、药物一药物相互作用等.体外肝细胞模型在毒理学领域也有广泛的应用,如:细胞毒性和基因毒性物质的筛选、化学保护剂的评价、特异性肝损伤及相关生化机制的测定等.到目前为止,体外肝细胞模型已在基础性研究和新药早期筛选中,得、到广泛应用.     

表皮生长因子对脑缺血血脑屏障的保护作用

目的血脑屏障(BBB)破坏是缺血再灌注损伤的重要标志,而表皮生长因子(EGF)具有增强紧密连接功能。本研究考察EGF对脑缺血BBB的保护作用。方法建立bEnd3的单细胞BBB模型,通过荧光黄渗透系数测定及紧密连接蛋白claudin-5和ZO-1免疫染色法评价BBB模型的紧密连接性;通过bEnd3细胞建立4 h糖氧剥夺模型,检测claudin-5和ZO-1的m RNA和蛋白表达水平、荧光黄渗透系数及细胞凋亡,考察EGF(250μg·L-1)对BBB的保护作用。结果 bEnd3细胞显著阻碍荧光黄的通透,其渗透系数为(1.3±0.13)×10-3cm·min-1,claudin-5和ZO-1免疫染色呈阳性,EGF可显著抑制糖氧剥夺引起的claudin-5和ZO-1表达减少和荧光黄通透性增加,此外对细胞活性无显著影响。结论本研究建立了一种基于bEnd3细胞的BBB体外模型,发现EGF对脑缺血BBB具有保护作用,可为缺血性脑卒中治疗提供新的潜在靶点和思路。     

抗HIV药物跨血液-中枢神经系统转运

高效抗逆转录病毒疗法（包括HIV蛋白酶抑制剂、核苷逆转录抑制剂、非核苷逆转录抑制剂、核苷酸逆转录抑制剂）的出现显著降低了发达国家HIV感染的发病率和死亡率,但每年仍有几百万人死于HIV。尽管治疗失败的原因很多,但最重要的因素是中枢神经系统（CNS）中HIV的治疗和控制。由于受限制性细胞旁活动、强效代谢酶和很多转运子（包括ATP结合盒和可溶性载体超家族）的影响,抗HIV药物的CNS传递受血-脑屏障（BBB）和血-脑脊液屏障的限制。对位于脑屏障的转运子的深入认识将极大推动对抗HIV药物脑内渗透受限机制的了解,并有助于开发新型抗HIV药物和药物联用,提高其在CNS中的疗效。本文概述抗HIV药物跨BBB和脉络丛转运的研究进展。     

非接触式共培养体外血脑屏障模型的跨膜电阻及通透性

目的建立大鼠脑毛细血管内皮细胞(BCEC)与星形胶质细胞共培养血脑屏障模型并评价其功能。方法采用SD大鼠原代分离培养获得BCEC和星形胶质细胞。经细胞形态学观察、免疫组化检测相关抗原后建立非接触式共培养血脑屏障模型,测定共培养模型所形成的跨细胞电阻及荧光素钠的通透性。采用LC-MS检测6个化合物透过血脑屏障模型的通透性,并与文献报道的体内数据进行比较。结果培养的BCEC多数为短梭形外观,免疫组化检测可见细胞高表达因子Ⅷ;星形胶质细胞呈现具有细胞突起的典型形态,免疫组化检测可见细胞高表达胶质纤维酸性蛋白。共培养的体外血脑屏障模型跨BCEC单层的电阻值为(373±41)Ω·cm2,荧光素钠跨BCEC单层的通透性为(0.34±0.14)×10-3cm·min-1,符合体外血脑屏障模型要求。对所选6个化合物体内外透过BBB模型渗透系数的比较,表明具有一定的相关性(R2=0.7679,P<0.05)。结论建立的体外BBB模型在跨内皮电阻和通透性方面具备了在体BBB的基本特性,可以用于模拟体内环境,进行药物早期筛选方面的研究。     

药物实验血脑屏障体外模型的建立及评价

目的：建立模拟在体血脑屏障（blood—brain barrier，BBB）模型并评价其形态和功能，为中枢神经系统药物的跨血脑屏障特性研究提供体外实验的模型依据。方法：将BALB／c小鼠脑微血管内皮细胞（brain microvascular endothelial cells，BMVEC）和大鼠C6胶质瘤细胞分别接种于经明胶包被的Transwell多聚碳酯膜内室和外室，进行非接触双室共培养，建立细胞培养水平的BBB模型，分别考察模型形成前后BBB光镜、扫描电镜和细胞的跨内皮电阻值（transendothelial electrical resistance，TEERs）。结果：BMVEC培养至汇合后，扫描电镜显示细胞呈单层平铺生长并产生紧密连接，TEERs值较未形成屏障时明显升高（P〈0．05）。结论：构建的BBB体外模型在形态学、跨内皮电阻和通透性方面具备了在体BBB的基本特性，适用于中枢神经系统药物跨BBB特性的研究。     

奈韦拉平体外穿透血脑屏障的能力与其他HIV逆转录病毒抑制剂的比较

有证据表明,HIV在脑内可引起中枢神经系统功能紊乱,其机理尚不清楚。大脑受血脑屏障(BBB)的保护,BBB是由毛细血管内皮细胞(BMEC)所组成。BBB选择性通透性是由于BMEC特定的形态及酶的性质而使BMEC形成紧密连接从而限制了细胞的活动。为抑制HIV在脑和中枢神经系统的复制和感染,逆转录病毒抑制剂首先要通过BBB。用牛毛细血管内皮细胞形成的体外BBB模型对最近获批准的用于治疗HIV感染的强效非核苷类逆转录酶抑制剂奈韦拉平(nevi-rapine)的BBB通透性进行了研究,并与其他三类用于治疗HIV感染的逆转录病毒抑制剂进行比较。这三类…     

双配体修饰的阿霉素脂质体靶向于脑胶质瘤的体外研究

目的筛选和优化转铁蛋白、叶酸共同修饰的阿霉素脂质体的处方及制备工艺,以期得到具有良好的脑胶质瘤靶向治疗作用的给药系统。方法采用薄膜分散和硫酸铵梯度法制备阿霉素脂质体。将叶酸连接至二硬脂酸磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000-NH2)得到DSPE-PEG2000-Folic,考察不同磷脂种类、药脂比、水化介质和载药时间,对脂质体粒径、包封率和稳定性的影响,确定脂质体的处方工艺。以大鼠的脑毛细血管内皮细胞(bEnd3)和星形胶质细胞组成体外血脑屏障(blood-brain barrier,BBB),并结合大鼠胶质瘤C6细胞,构建体外模拟胶质瘤靶向治疗的复合BBB模型。考察阿霉素脂质体在bEnd3细胞中的摄取机制和透过BBB的转运速率及对C6细胞的毒性。结果确定了DSPC作为主要磷脂组分,并以120 mmol.L 1的硫酸铵作为水化介质,药脂比为1∶1 5,载药时间选择60 min,成功制备了高包封率和稳定性的双配体脂质体。其在bEnd3细胞中摄取远大于普通脂质体(P<0.05),摄取过程受网格蛋白和小窝内陷介导的细胞内吞作用,并受转铁蛋白和叶酸的影响;同时其在BBB模型中的药物透过速率、及其进一步透过BBB后对下层C6细胞的毒性,均显著高于其他脂质体组。结论转铁蛋白和叶酸共同修饰的阿霉素脂质体具有较好的体外脑胶质瘤靶向治疗作用。     

纳米粒作为脑靶向给药系统的研究进展

中枢神经系统(Central nervous system,CNS)疾病,如脑肿瘤、老年痴呆、帕金森综合征、病毒感染等是威胁人类健康的一大类疾病。但血脑屏障(Blood brain barrier,BBB)的存在限制了许多有效的治疗药物从血液进入脑部而发挥作用。因此,解决通过BBB的药物传递问题已成为脑部疾病药物治疗的关键。纳米粒(Nanoparticle,NP)又称毫微粒,是粒径大小在10～1000nm的固态胶体颗粒,可作为传导或输送药物的载体[1]。广义的NP给药系统包括脂质体(Liopsomes)、固体脂质纳米粒(Solidlipid nanoparticles,SLN)、纳米囊(Nanocapsules)和纳米球(Nanospheres)以及聚合物胶束(Polymeric micelles),本文所述的NP特指纳米球和纳米囊。NP在体内具有长循环、隐形和立体稳定等特点,有利于靶向给药。对其进行表面修饰,能显著提高药物在脑内的浓度,改善药物对脑部疾病治疗的有效性。本文着重对NP的最新研究进展作如下综述。1BBB的主要生理特征CNS与体循环之间主要存在二重屏障:BBB与血-脑脊液屏障(B-CSF-B)。B...     

氨基酸转运体LAT1介导的中枢神经系统药物研究进展

化学药物治疗中枢神经系统(CNS)疾病研究的重大挑战是如何使药物透过血脑屏障(BBB)转运到神经系统中,因为BBB对大部分化学药物来说,是致密而难以通过的屏障。研究发现,BBB上存在许多特殊的转运体系统,用于转运大脑所需营养物质。人们可以把这些转运体作为研究对象,使得药物能够经过这些转运体的介导而透过BBB转运入脑。在这些转运体中氨基酸转运体LAT1(large amino acid transporter-1)逐渐成为了近年来的研究热点,而许多研究也已经证明LAT1在BBB上高表达,本文对LAT1的结构功能、转运调节及表达进行介绍,综述近年来关于LAT1介导的中枢神经系统药物的研究进展,为中枢神经系统药物的设计提供参考。     

蛋白多肽类药物鼻黏膜给药直接入脑途径的研究进展

随着生物技术的发展,生物大分子在药学领域中的应用越来越广泛.大量的蛋白多肽类药物用于临床,给药剂学研究带来了新的机遇和挑战.许多蛋白质和多肽类药物均有中枢神经活性,而血脑屏障(blood brain barrier,BBB)的存在,阻碍了这些物质进入中枢神经系统(central nerves system,CNS)和发挥疗效.鼻黏膜给药后药物通过鼻黏膜直接入脑途径,可避开BBB而直接入脑,为蛋白多肽类药物进入脑中发挥疗效提供了一种有效的途径.