《Materials Today Bio》：Bionic design based on liposome-exosome hybrid nanoparticles for synergistic delivery of paeonol to achieve neuroprotection and improvement of motor function in Parkinson's disease model mice
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本研究针对帕金森病治疗中药效成分递送效率低、难以跨越血脑屏障的瓶颈，创新性地构建了丹皮酚负载的脂质体-外泌体杂化纳米粒（Lip-Exo/Pae）。该研究通过融合脂质体的高载药稳定性与外泌体的天然靶向性，显著提升了丹皮酚的脑内递送效率，在MPTP诱导的帕金森病模型小鼠中展现出卓越的神经保护作用，有效改善了运动协调障碍，并通过多途径协同作用减轻了氧化应激与神经炎症，为神经退行性疾病的纳米药物治疗提供了新策略。
帕金森病（Parkinson's disease, PD）作为全球第二常见的神经退行性疾病，正随着人口老龄化进程其发病率逐年攀升。该疾病的核心病理特征是中脑黑质多巴胺能神经元的进行性丧失，伴随α-突触核蛋白（α-Syn）的异常聚集、线粒体功能障碍、氧化应激以及神经炎症的恶性循环。临床上，患者不仅表现出静止性震颤、运动迟缓等运动症状，还常伴有嗅觉减退、认知障碍等非运动症状。目前，左旋多巴等多巴胺替代疗法仍是主流治疗方案，但存在血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）穿透性差、无法干预核心病理进程、长期使用产生运动并发症等局限。因此，开发兼具BBB穿透性与多通路调控特性的新型药物递送系统，对于突破PD治疗瓶颈至关重要。
丹皮酚（Paeonol, Pae）是中药牡丹皮中提取的活性成分，具有抗炎、抗氧化、抗凋亡等多种药理活性，并能穿透血脑屏障，对帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病具有潜在治疗价值。然而，其脂溶性强、水溶性差，导致口服生物利用度低、体内代谢快，难以在中枢神经系统维持有效治疗浓度，限制了其临床应用。
近年来，纳米技术的进步为药物递送带来了新思路。脂质体（Liposomes, Lip）作为人工合成的纳米级磷脂双分子囊泡，具有良好的生物相容性和可降解性，能同时包载亲水性和疏水性药物，但其易被网状内皮系统快速清除，血液循环半衰期短。外泌体（Exosomes, Exo）是细胞自然分泌的30-150纳米的膜囊泡，具有优异的膜通透性、靶向能力和低免疫原性，能逃避免疫监视实现长效循环，在神经系统疾病和肿瘤治疗中展现出巨大潜力。然而，外泌体提取工艺复杂、载药量有限等问题制约了其大规模临床应用。
为此，研究人员开展了一项融合两者优势的创新型研究。该研究旨在通过构建丹皮酚负载的脂质体-外泌体杂化纳米粒（Lip-Exo/Pae），协同发挥脂质体和外泌体的长处，以增强丹皮酚的治疗潜力。研究成果发表在《Materials Today Bio》上。
为开展此项研究，作者团队运用了几个关键的技术方法。他们采用乙醇注入法制备了丹皮酚脂质体（Lip/Pae），并通过响应面法优化了制备工艺。从丹参根茎中通过PEG共沉淀法提取外泌体（Exo），并进行了纯化表征。进而，通过冻融循环法将脂质体与外泌体融合，成功构建了Lip-Exo/Pae杂化纳米粒，并系统评价了其粒径、电位、稳定性、载药量、释放行为及体外抗氧化活性。研究采用了MPTP诱导的亚急性PD小鼠模型，动物来源为昆明（KM）小鼠。通过一系列行为学测试（旷场实验、爬杆实验、转棒实验、悬绳实验）评估运动功能。利用小动物活体成像技术考察纳米粒的体内分布和脑靶向性。通过组织病理学染色（H&E染色、尼氏染色、普鲁士蓝染色）、免疫组化检测酪氨酸羟化酶（TH）表达、ELISA检测炎症因子和氧化应激指标，以及血液学、肝肾功能分析和器官H&E染色，全面评价了治疗效果和生物安全性。
研究结果
3.1. Lip-Exo/Pae的制备与表征
研究人员成功制备了Lip-Exo/Pae杂化纳米粒。当脂质体与外泌体以1:1比例（磷脂质量：蛋白质量）混合，并经过冻融循环处理后，获得了最高的膜融合效率。制备的Lip-Exo/Pae呈淡乳白色胶体溶液，透射电镜显示其呈相对规则的球形结构，粒径均匀。动态光散射测得平均粒径为191.7 ± 0.97 nm，多分散指数为0.238 ± 0.022，Zeta电位为-(33.83 ± 1.72) mV，表明纳米粒分散均匀且胶体稳定性好。体外释放实验表明，Lip-Exo/Pae具有较快的初始释放和随后的缓释特性。体外抗氧化实验显示，Lip-Exo/Pae在ABTS和羟自由基清除体系中均表现出显著优势。
3.2. Lip-Exo/Pae改善PD模型小鼠的运动障碍
在MPTP诱导的PD模型小鼠中，Lip-Exo/Pae治疗显著改善了小鼠的行为学缺陷。旷场实验显示，治疗组小鼠的总运动距离和平均速度显著恢复，运动轨迹更复杂，活动范围扩大。爬杆实验表明，治疗组小鼠的爬杆时间显著缩短。转棒实验显示，治疗组小鼠的坠落潜伏期延长，坠落次数减少。悬绳实验评分也显示Exo/Pae和Lip-Exo/Pae治疗组小鼠的神经肌肉力量得到改善。其中，Lip-Exo/Pae组的改善效果最为显著，其行为学指标最接近正常对照组。
3.3. Lip-Exo/Pae在PD小鼠体内的成像与生物分布
小动物活体成像结果显示，静脉注射后，Lip-Exo/DiR组在小脑组织中的荧光信号在9小时达到峰值，并能持续维持高信号强度至24小时，其相对荧光强度显著高于游离DiR和Lip/DiR组，证明了Lip-Exo杂化纳米粒具有优异的脑靶向递送效能和滞留能力。
3.4. Lip-Exo/Pae减轻PD小鼠黑质神经元损伤和铁沉积
组织病理学评估显示，MPTP模型组黑质神经元数量减少、排列紊乱、细胞萎缩。Lip-Exo/Pae治疗组神经元数量显著增加，细胞排列规则性明显改善。普鲁士蓝染色显示，模型组黑质区域蓝色铁沉积水平显著高于对照组，而Lip-Exo/Pae治疗组铁沉积显著减少。尼氏染色表明，治疗组尼氏体密度显著恢复，核异常率明显降低。
3.5. Lip-Exo/Pae对PD小鼠黑质纹状体通路TH阳性神经元的神经保护作用
免疫组化结果显示，MPTP模型组黑质致密部TH阳性神经元数量显著减少，TH阳性染色面积减小。各治疗组均表现出明显的恢复，其中Lip-Exo/Pae组在恢复TH阳性细胞数量方面效果最佳。同样，在纹状体区域，MPTP模型组TH染色面积显著减少，而Lip-Exo/Pae组恢复最为明显。ELISA检测也证实，Lip-Exo/Pae治疗能最显著地恢复黑质和纹状体区域的TH蛋白表达水平。
3.6. Lip-Exo/Pae减轻PD小鼠脑组织氧化应激损伤
氧化应激指标检测表明，MPTP处理显著降低了小鼠脑组织中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）、过氧化氢酶（CAT）的活性和总抗氧化能力（T-AOC），同时升高了丙二醛（MDA）和过氧化氢（H2O2）的水平。Lip-Exo/Pae治疗组表现出最显著的抗氧化效果，其SOD、GSH、CAT活性和T-AOC水平接近正常对照组，MDA和H2O2含量降至最低水平。
3.7. Lip-Exo/Pae通过减轻炎症反应发挥神经保护作用
ELISA检测显示，MPTP诱导的PD小鼠外周血血清和黑质组织中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-6（IL-6）水平显著升高。Lip-Exo/Pae治疗组表现出显著的抗炎效果，其血清和黑质中上述炎症因子水平接近正常对照组，效果优于单一载体组或游离丹皮酚组。
3.8. Lip-Exo/Pae的体内安全性评价
血液学分析、肝肾功能生化指标检测以及主要器官的H&E染色结果表明，Lip-Exo/Pae治疗对小鼠的造血系统、肝肾功能未产生明显影响，各主要器官未见明显病理学异常，初步证实了该载体系统良好的体内生物相容性和安全性。
研究结论与意义
本研究成功构建了丹皮酚负载的脂质体-外泌体杂化纳米粒（Lip-Exo/Pae）。该系统协同整合了脂质体的载药稳定性和外泌体的靶向穿透能力，表现出适宜的粒径、均匀的分散性和良好的生物相容性。在MPTP诱导的帕金森病模型小鼠中，Lip-Exo/Pae能高效跨越血脑屏障，靶向富集于脑组织，显著改善了运动功能缺陷，保护了多巴胺能神经元，增加了TH阳性细胞数量和TH蛋白表达，同时降低了脑内氧化应激水平并抑制了炎症因子释放。安全性评估表明其对主要器官、血液系统及肝肾功能均无显著不良影响。
该研究的核心价值在于其多维度协同调控的治疗策略。Lip-Exo/Pae不仅能直接保护神经元免受损伤，还能改善PD的整体病理微环境。其神经保护作用涉及调节促凋亡与抗凋亡因子的平衡、增强细胞内在防御能力、激活细胞内源性抗氧化防御系统（如Nrf2/HO-1通路）以及干扰核因子κB（NF-κB）介导的炎症转录级联反应。这种多途径协同作用使其能够有效中断PD病理进展中的恶性循环，克服了传统单靶点干预措施的局限性。
综上所述，Lip-Exo/Pae为帕金森病的治疗提供了一种创新的纳米递送策略，通过多通路协同作用实现了显著的治疗效果，展现出广阔的临床应用前景。该研究不仅为神经退行性疾病的纳米药物治疗提供了新思路，也为克服药物递送屏障、实现高效低毒治疗提供了有益借鉴。未来优化大规模制备工艺将有助于推动其临床转化。
