光甘草定納米粒子的制備及其對帕金森病小鼠運動功能影響

[關鍵詞]帕金森病;1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶;光甘草定;納米顆粒給藥系統;運動活動;小鼠[中圖分類號] R338.2；R742.5 [文獻標志碼]A [文章編號] 2096-5532（2025）03-0317-05doi：10.11712/jms.2096-5532.2025.61.075 [開放科學（資源服務）標識碼（OSID）][網絡出版]https：//link.cnki.net/urlid/37.1517.R.20250709.1559.002; 2025-07-10 11：57：52

[Abstract]ObjectiveTo prepare glabridin nanoparticle，andto investigateits efectonmotorfunctionin mice with Parkinson'sdisease（PD）induced by1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine（MPTP）．MethodsGlabridinand polydopamine（PDA）wereused tosynthesize glabridin nanoparticles（Glab-PDANPs）through self-assmbly，andthen Glab-PDA NPs werecharacterized.A total of 24 C57BL/6 mice，aged 8 wees，were randomlydivided into MPTPgroup，Glab-PDA NPs treatment group，and control group，with 8 miceineach group.The micein the MPTP group and the Glab-PDA NPstreatment group were given intraperitoneal njectionof MPTPtoestablishamodelofsubacutePD.The miceinthe Glab-PDANPs treatment group were given injectionofGlab-PDANPsthroughthecaudalveinsinceday3before modelingtilltheendof modeling，whiletose in thecontrolgroup wereinjected withanequalvolumeof normal saline.Therotarodtestandthegaittest wereusedtoasessthe motorabityof mice.ResultsThe homogeneous round Glab-PDANPs were prepared succesfull，witha drug encapsulation efficiency of 40% and a drug loading content of 8.7% . The rotarod test showed that the MPTP group had a significantly worse motor coordination ability than the control group （F=5.97，q=2.778，Plt;0.05） ，while the Glab-PDA NPs treatment group showed significant recovery of motor function . The gait test showed that the MPTP group had significant reductions in the motor ability of the limbs （F=3.03-52.82，q=2.374-9.521，Plt;0.05） ，while the Glab-PDA NPs treatment group had significant improvements in the indicators of the limbs ?q=2.826-8.198，Plt;0.05） .ConclusionGlab-PDA NPs can improve motor function and restore motor ability in PD mice.

[Key words]Parkinsondisease；-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine；glabridin；nanoparticledrugdeliverysys temmotorabilities；motor activity；mice

帕金森病（PD）是繼阿爾茨海默病后第二大常見的神經退行性疾病，病人多為中老年群體[1-2]。PD的病理特征為多巴胺能神經元的進行性缺失以及殘存神經元內路易小體的出現，其主要臨床表現為運動遲緩、步態障礙和靜止性震顫等運動癥狀，同時也伴隨著睡眠障礙、認知異常和自主神經功能障礙等一系列非運動癥狀[3-4]。當前，有效阻斷并治療PD的手段十分有限[5-6]。近年來，天然化合物阻斷PD 的研究被逐漸報道[7-9]。光甘草定是一種從甘草中提取的小分子化合物，已有研究表明，光甘草定能夠通過改善炎癥、氧化應激、細胞凋亡等抵抗甲氨蝶呤誘導的肝損傷[10]。但由于光甘草定存在不溶于水和穩定性差等局限性，其在神經退行性疾病領域的研究報道較少[11-12]。納米藥物遞送系統能夠實現精準治療并提高藥物的生物利用率，被廣泛用于神經退行性疾病的治療研究[13-15]。有研究報道，光甘草定負載納米粒子能夠調節 MO/Mφ 的極化過程，減輕炎癥損傷，改善神經系統功能，對急性腦缺血小鼠具有神經保護作用[16]。本研究通過構建納米藥物遞送系統——光甘草定納米粒子（Glab-PDANPs），探究其對PD小鼠運動功能的影響，以期為PD的治療策略提供新思路。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

1.1.1實驗動物SPF 級雄性8周齡 C57BL/6 小鼠，購于江蘇集萃藥康公司，飼養在室溫 25°C 、濕度（204號 （50±5）% 、晝夜光照循環的潔凈動物房內，可自由飲水與攝食。

1.1.2主要試劑鹽酸多巴胺購于上海麥克林生化科技公司；光甘草定購于辰光生物科技公司；二甲基亞砜（DMSO）購于北京索萊寶公司；氨水和無水乙醇購于國藥公司；1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）購于Sigma公司。

1.2 實驗方法

1.2.1Glab-PDANPs的制備和表征將氨水、乙醇和雙蒸水混合，加入圓底燒瓶中，在室溫下攪拌30min 。隨后將 0.5g 鹽酸多巴胺 （3.0mmol） 溶于雙蒸水中，加入上述混合物 （pH=8.5） 。隨后將0.05g 光甘草定 （1.5mmol） 溶于DMSO中，加入上述混合物中。黑暗環境下攪拌反應 24h 。收集溶液后用離心機 （4000r/min） 分離，Glab-PDANPs用 2：1（V/V） 的DMSO/雙蒸水混合物洗滌，冷凍干燥備用[17]

使用粒度儀對Glab-PDANPs的粒徑大小進行檢測，通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察Glab-PDANPs的形狀和大小，并采用紫外可見光譜法測定

Glab-PDANPs的藥物包封效率及藥物負載含量。1.2.2動物分組及處理將24只小鼠隨機分為對照組、MPTP組和Glab-PDANPs處理組（簡稱處理組），每組8只。MPTP組尾靜脈注射生理鹽水共8d，從第4天開始腹腔注射 MPTP （30mg/kg） 5d 。處理組尾靜脈注射Glab-PDA NPs（23mg/） kg）8d，從第4天開始腹腔注射 MPTP（30mg/kg） 5d 。對照組均注射生理鹽水。隨后對小鼠進行行為學檢測。

1.2.3轉棒實驗通過測試小鼠在旋轉桿上的停留時間來評估小鼠的運動協調能力。實驗開始前 將小鼠放置于儀器所在房間，使其適應當前溫度與環境，避免出現應激現象干擾實驗結果。實驗開始后將小鼠放置在低速旋轉桿上適應 2min ，將轉棒儀的初始轉速設為 4r/min ，隨后勻速加速至40r/min ，時間為 5min 。期間，小鼠在旋轉桿上停留或下落，實驗停止后，系統將記錄小鼠在旋轉桿上的停留時間。

1.2.4步態分析實驗采用Catwalk步態分析系統對小鼠的平衡性、協調性以及運動功能進行評價。提前1d訓練測試小鼠，確保測試小鼠能夠適應環境并正確通過軌道。測試當天將小鼠提前 ^1h 放置于儀器所在房間，使其適應當前溫度與環境，避免出現應激現象干擾實驗結果。將測試小鼠放置于儀器軌道上，采用高速攝像機對小鼠的運動軌跡進行記錄，每只小鼠記錄至少3個有效循環，使用儀器自帶軟件對數據進行收集分析。采用站立時間、步伐長度和身體速度等指標評估小鼠的運動能力。

1.3 統計學分析

采用GraphPadPrism9軟件對數據進行統計分析。計量資料數據以 x±s 表示，多組均數比較采用單因素方差分析（One-WayANOVA），組間兩兩比較使用Turkey法。以 Plt;0.05 為差異有統計學意義。

2結果

2.1 Glab-PDANPs的表征

制備的Glab-PDANPs平均粒徑為 （129.87± 1.83）nm ，藥物包封效率為 40% ，藥物負載含量為8.7% 。通過TEM觀察到Glab-PDANPs為大小均一、分散度較好的圓形納米顆粒。

2.2 Glab-PDANPs對PD小鼠運動協調能力影響轉棒實驗中，對照組、MPTP組和處理組小鼠在旋轉棒上停留的時間分別為 （251.38±44.44） ！（183.75±59.61） 和 （266.13±26.53） s（ ?_n=8 ），MPTP組小鼠停留時間明顯短于對照組，差異有統計學意義 （F=5.97，q=2.778，Plt;0.05） ，處理組小鼠停留時間明顯長于MPTP組，差異有統計學意義0 ?q=3.211，Plt;0.01） 。

2.3 Glab-PDANPs對PD小鼠前肢運動能力影響

步態實驗中，各組小鼠左前肢站立時間、擺動速度、步伐長度和身體速度比較差異均有顯著性（ F= 13.33～42.85，Plt;0.05） 。與對照組相比，MPTP組小鼠左前肢站立時間增加 （q=4.905，Plt;0.001） ，擺動速度、步伐長度和身體速度均下降 （q=4.461～ 8.595，Plt;0.001） ；與MPTP組相比，處理組小鼠左前肢站立時間減少 （q=3.847，Plt;0.01） ，步伐長度、擺動速度和身體速度均增加 （q=4.471～7.276，Plt; 0.001）。各組小鼠右前肢站立時間、最小強度、擺動速度、步伐長度和身體速度比較差異均有顯著性（ 。與對照組相比較，MPTP組小鼠右前肢站立時間增加 （q=5.442，Plt; 0.001），擺動速度、步伐長度和身體速度均降低（ 4.719～9.327，Plt;0.001） ；與MPTP組相比，處理組小鼠右前肢站立時間減少 （q=5.238，Plt;0.001） ，最小強度和步伐長度增加（ Ω^′q=2.836，3.861，Plt; 0.05），擺動速度和身體速度提高（ ?q=5.032，8.198 Plt;0.001） 。見表1。

2.4Glab-PDANPs對PD小鼠后肢運動能力影響

步態實驗中，各組小鼠左后肢站立時間、最大強度、最小強度、擺動速度、步伐長度和身體速度比較差異均有顯著性 （F=3.04～52.82，Plt;0.05） 。與對照組相比，MPTP組小鼠左后肢最小強度增加（ 2.374，Plt;0.05） ，最大強度、擺動速度、步伐長度和身體速度均下降 （q=4.264～9.521，Plt;0.001） ；與MPTP組相比，處理組小鼠左后肢站立時間減少0 ?q=3.300，Plt;0.01） ，最大強度和步伐長度均增加0 ?q=3.527，4.032，Plt;0.01） ，擺動速度和身體速度均上升 （q=4.254，8.115 ， Plt;0.001? 。各組小鼠右后肢站立時間、擺動速度、步伐長度和身體速度比較差異均有顯著性 （F=5.05～48.37，Plt;0.05） 。與對照組相比，MPTP組小鼠右后肢站立時間增加（ 6.674，Plt;0.001） ，擺動速度和身體速度下降（ 3.991，9.090，Plt;0.01） ；與MPTP組相比較，處理組小鼠右后肢站立時間減少 （q=7.049，Plt;0.01） ，步伐長度和身體速度增加（ q=3.115，7.797，Plt; 0.01）。見表1。

表1各組小鼠的步態分析 （n=8，x±s）

注：組間比較， F=3.03～52.82，Plt;0.05 。與對照組比較， ^*Plt;0.05 ， ^**Plt;0.01 ， ^***Plt;0.001 ;與MPTP 組比較，# Plt;0.05 ， ##Plt; 0.01， ^###Plt;0.001 。

3討論

PD是常見的神經退行性疾病，運動障礙是評價PD病人臨床癥狀的重要指標之一[18]。研究表明，基底神經核內多巴胺水平降低導致PD病人出現典型PD運動癥狀，如僵直、姿勢不穩和靜止性震顫等[19-20]。在PD的進展過程中，多巴胺能神經元的退化與氧化應激的過量產生密切相關[21-22]。氧化應激增強 a- 突觸核蛋白在細胞間的傳遞，從而加快PD的發展進程[23]，而聚集的 α -突觸核蛋白可滲透線粒體膜損傷線粒體功能，進一步加劇氧化應激導致的神經元凋亡[24-25]。以上研究表明，減少病人腦內氧化應激可成為緩解PD的有效策略。

光甘草定作為一種植物源的天然化合物，已經被證實具有多種藥理學活性和穿透血腦屏障的特性[26-28]。腦缺血所致腦損傷通常與氧化應激有關。在大鼠大腦中動脈閉塞（MCAO）模型中，光甘草定可顯著降低腦內丙二醛水平，提高腦內超氧化物歧化酶和還原性谷胱甘肽等主要抗氧化酶水平，顯著降低MCAO大鼠局灶性梗死體積、腦組織損傷和細胞凋亡[29]。然而，光甘草定的生物利用度相對較低，且具有高肝臟首過效應和廣泛代謝，以大鼠為例，光甘草定的口服利用度僅為 （6.63±2.29）% ，肝臟首過效應為 （62.12±15.7）%^[30] ，這限制了其在生物體中的應用。聚多巴胺（PDA）作為一種黑色素類似物，由于其獨特的水分散性、良好的生物相容性和刺激響應性釋放，在納米藥物遞送系統領域受到廣泛的關注和應用[31-33]。研究表明，通過白藜蘆醇和PDA自組裝合成，能夠將白藜蘆醇這種疏水性化合物裝封在PDA形成的納米膠囊內，提升了納米顆粒的溶解性[34]。此外，PDA具有清除自由基和能透過血腦屏障等優良特性，使其在PD等神經退行性疾病中的應用得到發展[35-36]。有研究報道，PDA和姜黃素自組裝并以狂犬病病毒糖蛋白29修飾形成的納米顆粒靶向神經元細胞后，能夠降低紋狀體和黑質中 a- 突觸核蛋白的積累和氧化應激，降低神經元損傷，改善運動障礙[17]。利用光甘草定和PDA制備一種新型納米藥物遞送系統，能夠提升光甘草定的生物利用度以及藥理活性，為光甘草定在神經退行性疾病領域的應用提供新思路。

本研究成功構建一種大小為 （129.87±1.83）nm 的圓形均一納米顆粒，通過紫外光譜法分析其含有PDA和光甘草定，并測定其藥物包封效率為 40% ，藥物負載含量為 8.7% ，表明成功得到PDA包裹光甘草定的材料顆粒。合成的Glab-PDANPs大小位于血腦屏障可穿透范圍內，預期其在靜脈給藥時可以有效地穿過血腦屏障，延長光甘草定的釋放。轉棒實驗結果顯示，MPTP組小鼠在旋轉棒上停留時間顯著短于對照組，而Glab-PDANPs處理可顯著延長小鼠在棒上的停留時間。此外，通過步態實驗檢測小鼠四肢站立時間、身體速度和步伐長度等多項指標，結果表明Glab-PDANPs能明顯改善PD導致的小鼠步態姿勢障礙。結合已有文獻推測，Glab-PDANPs通過抑制氧化應激，減少多巴胺能神經元的喪失，進而改善PD小鼠的運動能力。

綜上所述，Glab-PDA NPs是一種優異的納米藥物遞送系統，能夠改善PD導致的運動障礙，但

Glab-PDANPs作用于PD的具體機制和通路有待進一步研究。

[參考文獻]

[1]WEINTRAUB D，AARSLAND D，CHAUDHURI K R，et al. The neuropsychiatry of Parkinson's disease：advances and challenges[J]. The Lancet Neurology，2022，21（1） ：89-102.

[2] ARMSTRONG M J， OKUN M S. Diagnosis and treatment of parkinson disease：a review[J]. JAMA，2020，323（6）： 548- 560.

[3]HOMAYOUN H. Parkinson disease[J]. Annals of Internal Medicine，2018，169（5）：ITC33-ITC48.

[4]POEWE W，SEPPI K，TANNER C M，et al. Parkinson disease[J].Nature ReviewsDisease Primers，20l7，3：17013.

[5]FOLTYNIE T， BRUNO V， FOX S，et al. Medical， surgical， and physical treatments for Parkinson’s disease[J]. The Lancet，2024，403（10423）：305-324.

[6]HILL D R，HUTERS A D，TOWNE T B，et al. Parkinson’s disease：advances in treatment and the syntheses of various classes of pharmaceutical drug substances[J]. Chemical Reviews，2023，123（23）：13693-13712.

[7]WU L K，AGARWAL S，KUO C H，et al. Artemisia Leaf Extract protects against neuron toxicity by TRPML1 activation and promoting autophagy/mitophagy clearance in both in vitro and in vivo models of MPP + /MPTP-induced Parkinson’s disease[J].Phytomedicine，2022，104：154250.

[8]ZHANG X，XU S T，HU Y，et al. Irisin exhibits neuroprotection by preventing mitochondrial damage in Parkinson’s disease[J]. NPJ Parkinson’s Disease， 2023，9（1） ：13.

[9]HAN X J， ZHAO S N， SONG H， et al. Kaempferol alleviates LD-mitochondrial damage by promoting autophagy： Implications in Parkinson’s disease[J]. Redox Biology，2021，41： 101911.

[10]DOGRA A，GUPTA D，BAG S，et al. Glabridin ameliorates methotrexate-induced liver injury via attenuation of oxidative stress，inflammation，and apoptosis[J]. Life Sciences，2021， 278：119583.

[11]LI C X，LI T H， ZHU M，et al. Pharmacological properties of glabridin （a flavonoid extracted from licorice） ： a comprehensive review[J]. Journal of Functional Foods， 2021，85：104638.

[12] SIMMLER C，PAULI G F，CHEN S N. Phytochemistry and biological properties of glabridin[J]. Fitoterapia，2013，90： 160-184.

[13] TAN Q X， ZHAO S J， XU T， et al. Inorganic nano-drug delivery systems for crossing the blood-brain barrier：Advances and challenges[J]. Coordination Chemistry Reviews， 2023， 494：215344.

[14]QIAO L， YUAN L H，GAO S J，et al. Self-assembled nanodrug delivery systems for anti-cancer drugs from traditional Chinese medicine[J]. Biomaterials Science，2024，12（7） ：1662- 1692.

[15]LIQ，WU T T，AKAKURU O U，et al. A dual synergetic nanoreactor for managing Parkinson’s disease by regulating inflammation and mitigating oxidative damage[J]. Advanced Functional Materials，2023，33（37）：2214826.

[16]LI S Y，WANG Y，WU MJ，et al. Spleen-targeted glabridinloaded nanoparticles regulate polarization of monocyte/macrophage Mo/mφ ）for the treatment of cerebral ischemia-reperfusion injury[J]. Advanced Materials， 2022，34（39） ：2204976.

[17]LEIL，TU Q X，ZHANG X H，etal. Stimulus-responsive curcumin-based polydopamine nanoparticles for targeting Parkinson’s disease by modulating α synuclein aggregation and reactive oxygen species [J]. Chemical Engineering Journal， 2023，461：141606.

[18]MIRELMAN A，BONATO P，CAMICIOLIR，et al. Gait impairments in Parkinson's disease[J]. The Lancet Neurology， 2019，18（7） ：697-708.

[19] JANKOVIC J， TAN E K. Parkinson’s disease： etiopathogenesis and treatment[J]. Journal of Neurology，Neurosurgery， and Psychiatry，2020，91（8）：795-808.

[20] XIAO B， TAN E K. Thalamic pathways mediating motor and non-motor symptoms in a Parkinson’s disease model [J]. Trends in Neurosciences，2023，46（1）：1-2.

[21] TELEANU D M，NICULESCU AG，LUNGU II，et al. An overview of oxidative stress，neuroinflammation，and neurodegenerative diseases [J]. International Journal of Molecular Sciences，2022，23（11）：5938.

[22] GUO J D， ZHAO X，LI Y，et al. Damage to dopaminergic neurons by oxidative stress in Parkinson’s disease（Review） [J].International Journal of Molecular Medicine，2o18，41 （4） ：1817-1825.

[23]ESMAEILI Y，YARJANLI Z， PAKNIYA F， et al. Targeting autophagy，oxidative stress，and ER stress for neurodegenerative disease treatment[J]. Journal of Controlled Release， 2022，345：147-175.

[24] ANGELOVA P R，ESTERAS N，ABRAMOV A Y. Mitochondria and lipid peroxidation in the mechanism of neurodegeneration： Finding ways for prevention[J]. Medicinal Research Reviews，2021，41（2）：770-784.

[25] HAQUE ME，AKTHER M， AZAMS， et al. Targeting α-synuclein aggregation and its role in mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease［J].British Journal of Pharmacology， 2022，179（1） ：23-45.

[26」 ZHANG JH，WU X H，ZHONG B Y，et al. Review on the diverse biological effects of glabridin[J].Drug Design，Deve lopment and Therapy，2023，17：15-37.

[27]DAIJH，ZHANG Y X，CHEND，et al.Glabridin inhibits Osteoarthritis development by protecting chondrocytes against oxidative stress，apoptosis and promoting mTOR mediated autophagy[J]. Life Sciences，2021，268：118992.

[28]HSIEH MJ，CHEN MK，CHEN C J，et al. Glabridin induces apoptosis and autophagy through JNK1/2 pathway in human hepatoma cels[J]. Phytomedicine，2016，23（4）：359- 366.

[29]YUXQ，XUECC，ZHOU ZW，etal.In vitro and in vivo neuroprotective effect and mechanisms of glabridin，a major active isoflavan from Glycyrrhiza glabra（licorice）[J].Life Sciences，2008，82（1-2）：68-78.

[30]XIE L K，DIAO Z P，XIA J，et al. Comprehensive evaluation of metabolism and the contribution of the hepatic first-pass effect in the bioavailability of glabridin in rats[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2023，71（4） ：1944-1956.

[31] JIN A T，WANG Y T，LINKL，et al. Nanoparticles modified by polydopamine：Working as“drug”carriers[J].BioactiveMaterials，2020，5（3）：522-541.

[32] CHENG W， ZENG X W，CHEN H Z，et al. Versatile polydopamine platforms： synthesis and promising applications for surface modification and advanced nanomedicine[J]. ACS Nano，2019，13（8）：8537-8565.

[33]ALFIERI M L，WEIL T，NG D Y W，et al. Polydopamine at biological interfaces[J].Advances in Colloid and Interface Science，2022，305：102689.

[34]AMIN D R，HIGGINSON C J，KORPUSIK A B，et al. Untemplated resveratrol-mediated polydopamine nanocapsule formation[J].ACS Applied Materials amp;Interfaces，2018，10 （40） ：34792-34801.

[35]LIU L Z，WANG T Y， ZHOU H，et al. Protective and damaging mechanisms of neuromelanin-like nanoparticles and iron in Parkinson’s disease[J]. Advanced Healthcare Materials， 2024，13（32）：2402718.

[36]WU D，ZHOUJ，ZHENG YR，et al. Pathogenesis-adaptive polydopamine nanosystem for sequential therapy of ischemic stroke[J]. Nature Communications，2023，14（1） ：7147.

（本文編輯 王雪婧）