神經肽的作用及神經肽納米顆粒的研究進展

陳夢縈綜述，展淑琴審校

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神經肽的作用及神經肽納米顆粒的研究進展

陳夢縈綜述，展淑琴審校

血腦屏障(blood-brain barrier，BBB)是血液與大腦之間由毛細血管內皮細胞構成的結構，對于保持大腦內環境的穩定性、保持中樞神經的正常生理功能具有決定性作用。但同時毛細血管連接緊密，大多數藥物很難通過血腦屏障而進入中樞神經系統，一直是藥物轉運中難以跨越的障礙。因此如何克服血腦屏障，將藥物輸送到腦內，是藥物傳遞系統需要解決的一個難題，也是納米控釋研究的一個主要方面。

1　神經肽在中樞神經系統的作用

神經肽是一類具有特殊生理功能的生物活性物質。在臨床上可用于治療一些非感染性疾病(精神分裂癥、老年癡呆癥等)，還可用于控制生物某些生理活動，例如控制生育(避孕、流產、動情和催產等)，更為引人注意的是某些神經肽影響生物的許多行為(飲水、攝食、交配、睡眠、學習和記憶等)。神經肽的研究已有一段的歷史，50年代研究腦垂體所分泌的各種多肽激素;60年代研究的重點轉移到由下丘腦所形成的許多激素釋放因子和釋放激素抑制因子;70年代發現腦啡肽及阿片肽，接著在眾多的胃腸激素中又發現大部分活性肽亦存在于腦組織。

偏頭痛是血管性頭痛最常見的一種，近年來三叉神經血管反射假說認為某些因素激活了腦血管周圍的三叉神經末梢，釋放某些神經肽，如降鈣素基因相關肽(calcitontingenerelat-edpeptide，CGRP)、內皮素、P物質等[1]，使腦血管過度擴張，血漿蛋白滲出，肥大細胞脫顆粒，從而產生神經源性炎癥,這些傷害性刺激通過三叉神經傳入到三叉神經核尾部，最終到達腦內產生頭痛[2]。目前，治療偏頭痛最有效的藥物仍是5-羥色胺受體激動劑(5-HT1)，如舒馬曲坦、佐米曲坦等。CGRP的拮抗劑BIBN、內皮素受體拮抗劑Bosentan及P物質的拮抗劑RPR等，有望于在將來用于偏頭痛的臨床治療。因此,進一步深入研究神經肽在偏頭痛發病中的病理生理學作用對開發新的抗偏頭痛藥物是非常重要的。

癲癇是神經系統疾病中僅次于腦卒中的第2大常見病，目前許多研究發現神經肽Y (neuropeptide Y，NPY)與癲癇有著密切的關系，其在海馬中表達最多[3]。大量研究均顯示，通過促進NPY釋放或給予外源性NPY及選擇性NPY 受體激動劑，都能明顯緩解各種癲癇的癥狀，減少癇樣放電的頻率、持續時間等，表明NPY具有明顯的抗癲癇作用。因此，進一步研究 NPY 及其影響因素和調控機制，尋找特異性和靶向性強的目的基因和藥物，對癲癇的治療具有十分重要的意義。

神經肽B(neuropeptide B，NPB)是2002年被確定的G蛋白耦聯受體7(GPR7)的內源性配體，是一個獨特的氮末端色氨酸C-6被溴化的多肽。近年來發現其具有調節睡眠-覺醒的作用。NPB及GPR7 mRNA中到高程度的在視交叉上核表達，[125I]NPB在該處也有很強的信號，提示NPB及其受體GPR7可能參與生物節律的調節。Tanaka等人研究發現，NPB對攝食有雙向調節作用且受CRF的影響，同時NPB還參與調節下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)皮質軸[4]。因此，對NPB及其受體的深入研究，有助于失眠和抗應激藥物的開發，具有廣泛的應用前景。

強啡肽(dynorphin，DYN)與中樞神經系統損傷后的繼發性病理改變密切相關。目前,對強啡肽A(1-13)在缺血性腦損傷損傷中的病理作用研究較多。Zhan等研究表明大鼠腦缺血后缺血側腦皮質的強啡肽A(1-13)表達逐漸減少而含水量逐漸增加[5]。強啡肽A是內源性阿片肽中對人體很重要的一類神經肽，在缺血性腦損傷的病理生理過程中發揮著重要作用，了解和熟悉其作用及作用機制具有重大的現實意義。

此外，還有一些神經肽與中樞神經系統關系同樣密切。神經肽由于作用范圍廣、活性強、藥用劑量小以及易合成等諸多優點而一直成為創新藥物研發的熱點。然而由于以下缺點卻限制了神經肽的臨床應用：(1)神經肽作為一種大分子物質，如何通過血腦屏障作用于中樞神經系統；(2)如何保持藥物的穩定性，使之發揮較長時間的藥理作用；(3)如何提高藥物的靶向性，消除藥物的副作用等。

2　納米載藥系統通過血腦屏障的機制

納米載藥顆粒是近年來研究的新型載藥制劑，主要由脂類或多聚體分子等高分子物質組成的粒徑在10～1000 nm的固態膠體粒子[6]。制備納米載體主要用高分子材料，其中以可生物降解聚合物及天然大分子為主。根據材料性質、藥物性質和用途及治療要求的不同，制備納米載藥顆粒主要包括納米沉降技術、分子組裝法和乳液聚合法等，而其中以乳化和溶劑揮發法最常用[7]。

許多藥物通過納米載體可以被成功的運送到腦內，包括六肽達拉根、氯苯哌酰胺、筒箭毒堿和阿霉素。納米載藥系統通過血腦屏障的機制長久以來一直存在爭議，最有可能的是通過血腦屏障毛細血管的內皮細胞的內吞作用，納米載藥顆粒依靠表面修飾的吐溫80-PBCA被運送到腦內，而吐溫80-PBCA是依靠吸附在血漿中的載脂蛋白E上，這些顆粒看起來就像LDL一樣作用在它的受體上，指導它們被內皮細胞攝取，藥物在內皮細胞分解并擴散入腦內，而緊密結構和P糖蛋白(P glucoprotein，Pgp)將會抑制它們進入腦內。或者在這些機制共同作用下使藥物進入腦內[8]。

3　納米顆粒在神經系統的應用

納米載體的尺寸減小到納米量級后，分子特性可發生很大改變，表現為表面效應和體積效應等[9]。納米粒作為新型載體有很多優勢：為非生物材料，無免疫原性和細胞毒性；有較高的基因轉移效率，可獲得靶基因的長期穩定表達；可保護藥物或靶基因不受機體血漿或組織細胞中多種酶類和補體的破壞；改變藥物的透膜能力；提高藥物的生物利用度。因此，納米粒在轉運基因、運載多肽和蛋白類藥物、輸送免疫調節劑、抗腫瘤藥、抗病毒藥和輸送抗原或疫苗等方面有著廣泛的應用前景[10]。

3.1在抗腫瘤類藥物中的應用抗腫瘤類藥物一般具有較強的細胞毒性，對藥物控制釋放的要求更為嚴格。納米粒膜材外連接親水性高分子材料，使表面覆有親水膜，從而使整個納米粒系統表現出血液循環中的循環特征可避免被吞噬。將抗腫瘤藥物包裹在納米粒子中可延長藥物在腫瘤內的存留時間，減慢腫瘤的生長。納米粒對于治療彌散性以及侵入性的腦腫瘤特別有幫助。靜脈注射表面包被吐溫80的載阿霉素的PBCA 納米粒，可顯著延長顱內接種膠質母細胞瘤細胞系101/8 大鼠的存活時間[11]。當載阿霉素PBCA納米粒表面包被吐溫80,對大鼠存活時間的延長最為顯著，35%的大鼠存活時間超過180 d[12]。在納米粒表面修飾腫瘤組織表達受體的特異性配體,可以提高納米粒在腫瘤部位的富集。由于腦膠質瘤細胞表面過表達白介素-13(interleukin-13,IL-13)的受體A-蛋白,而正常腦細胞表面不表達該受體,因此采用人IL-13修飾脂質體，可以有效地促進脂質體與腦膠質瘤細胞結合[13]。IL- 13修飾的脂質體選擇性靶向于腫瘤細胞,對于正常腦組織細胞沒有影響，說明該給藥系統用于治療向外周浸潤生長的腦膠質瘤具有可行性。

3.2在阿爾茲海默癥(Alzheimer’s disease,AD)中的應用AD是世界范圍內最普遍的一種神經退行性疾病。病理學上觀察,AD 患者腦組織中出現淀粉樣蛋白(amyloid beta,AB)異常性聚集[14]。近幾年，科學家致力于采用納米技術用于診斷和治療AD,促使藥物能夠特異性地靶向于腦部受損區域。大腦內的異常過渡金屬離子的動態平衡長期以來被認為與AB聚集體形成有關[15]。因此,采用螯合劑中和過渡金屬離子被認為是具有潛力的AD 治療策略。但是，許多傳統的螯合劑具有神經毒性,且難以透過BBB，從而限制其應用[16]。通過納米載體遞送螯合劑入腦不僅能夠降低螯合劑的細胞毒性，更重要的是可將其靶向遞送進入CNS。Cu()的螯合劑D-青霉胺通過二硫鍵共價連接于納米粒，能夠在還原體系中溶解銅-AB聚集物[17]。Liu等報道了采用羧基功能化的聚苯乙烯納米粒連接鐵離子螯合劑MAEHP，能夠將螯合劑遞送至神經元從而有效地抑制AB聚集，并降低了螯合劑的神經毒性[18]。

4　神經肽納米顆粒在中樞神經系統應用的展望

已知的中樞神經納米載藥系統在惡性腫瘤治療中的應用，在抗老年性癡呆中的應用，已顯示出廣闊的應用前景，為我們提供了非常廣闊的研究空間。但有資料表明納米粒對中樞神經系統亦有潛在的危險[19]，研究工作大多還處于體外和動物實驗階段，要使藥物納米控釋系統成為臨床常用劑型，還需大量實驗予以證明。神經肽納米顆粒的研究相對較少，Liu等由相位顯示發現共軛PEG-PLA納米顆粒的B6-NP可代替轉鐵蛋白，通過整個BBB治療AD[20]。Aikaterinie等發現一種封裝在殼聚糖兩親物納米粒子，棕櫚酯前體模型的藥物亮氨酸腦啡肽，通過口服途徑增加了大腦的藥物水平67%，通過靜脈途徑增加50%[21]。

隨著人們對BBB生物學性質的理解，對各種神經肽研究的不斷深入，納米載體新材料的合成，新的表面修飾劑的改進及藥理基礎工作的積累，神經肽納米載藥系統必將得到廣泛開發應用。

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1003-2754(2016)04-0376-02

R741

綜述

2016-02-01；

2016-03-29

國家自然科學基金項目(No.81070999)；中央高校基本科研業務費專項資金資助(西安交通大學，No.xjj2014153，No.2009-95)；西安交通大學第二附屬醫院人才培養專項科研基金科技骨干項目[No.RC(GG)201109]

(西安交通大學第二附屬醫院神經內科，陜西 西安 710004)

展淑琴，E-mail：zhanshuqin@163.com