富含槲皮素的纳米乳液：一种在脑卒中动物模型中缓解脑缺血损伤的有前景的策略

《Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine》：Quercetin-loaded nanoemulsions: A promising strategy for alleviating cerebral ischemic damage in an animal model of stroke

本研究设计并评估了含槲皮素的纳米乳剂（SKEO/Qu NE）在体外抗氧化、抗炎活性及其在脑缺血模型中的治疗效果。结果表明，SKEO/Qu NE能有效清除自由基，抑制炎症反应，显著改善大鼠神经功能、脑缺血体积、水肿和血脑屏障完整性。

萨米拉·瓦希迪（Samira Vahidi）| 莉安娜·帕尔塞吉安（Liana Parseghian）| 齐纳布·莫拉迪·阿尔万德（Zinab Moradi Alvand）| 穆罕默德雷扎·比格德利（Mohammadreza Bigdeli）| 塞皮德·哈克萨尔（Sepideh Khaksar）| 哈桑·拉法蒂（Hasan Rafati）

伊朗德黑兰沙希德·贝赫什提大学（Shahid Beheshti University）生命科学学院动物科学与海洋生物学系

摘要

黄酮类化合物和纳米乳液近年来受到了研究人员的广泛关注。本研究设计了一种含有槲皮素（quercetin）的纳米乳液（SKEO/Qu NE），并探讨了其在中风模型中的治疗效果。首先在体外实验中对SKEO/Qu NE进行了表征，评估了其作为抗氧化剂（通过DPPH和NO自由基清除实验、FRAP实验以及蛋白质变性测试）和抗炎化合物（通过抑制蛋白质变性来验证）的效果。随后在体内实验中，大鼠接受了模拟中风的手术，研究人员监测了它们的感觉运动能力、脑梗死情况、水肿程度以及血脑屏障（BBB）的完整性。实验结果表明，SKEO/Qu NE中的纳米颗粒平均粒径为75.3纳米，并且在DPPH和NO自由基清除实验中表现出优异的抗炎性能。与对照组相比，SKEO/Qu NE处理组的中风症状、脑梗死范围和血脑屏障损伤均有所减轻，这可能归因于其对抗氧化应激和炎症的作用。

引言

槲皮素是一种天然黄酮类化合物，几乎存在于所有可食用的水果和蔬菜中。多项研究表明，它对神经退行性疾病（包括脑缺血）具有显著的治疗效果。中风是全球第二大死亡原因，每年给患者、家庭和社会带来巨大的经济和心理负担。脑缺血会导致脑部血流受阻，从而降低脑组织中的氧气和ATP水平，破坏局部平衡，引发炎症、脂质过氧化、兴奋性毒性、氧化应激和DNA损伤，最终导致脑梗死、血脑屏障破坏及脑水肿。其中，氧化应激尤为有害，因为它会显著增加自由基的产生，超过机体的抗氧化防御能力，加剧组织损伤。植物中的次级代谢产物（如黄酮类和酚类化合物）可通过清除活性氧和氮氧化物、防止脂质过氧化以及保护组织免受氧化损伤来保护细胞。槲皮素在多种体外和体内中风模型中表现出神经保护作用，机制包括调节相关基因表达和信号通路、抑制细胞凋亡及减轻神经炎症。然而，由于其水溶性较低且在中枢神经系统中的生物利用度有限，限制了其临床应用。纳米乳液作为一种先进的药物递送系统，能够实现药物的控释、提高稳定性、减少毒性并提升患者依从性。尤其是粒径在10至200纳米范围内的纳米乳液，在增强难溶性生物活性化合物（如槲皮素）的溶解度、生物利用度和治疗效果方面展现出巨大潜力。

材料与设备

SKEO由Khorraman Pharmaceutical公司提供。Span 80、Tween 80和槲皮素购自德国达姆施塔特的Merck Millipore公司。实验中使用的设备包括：紫外-可见分光光度计（Bio-photometer，Eppendorf AG，德国汉堡）、高速均质机（SilentCrusher M，Heidolph，德国）、原子吸收分光光度计（Analytik Jena，ContrAA700，德国耶拿）以及扫描电子显微镜（SEM，JEOL，日本）。

SKEO/Qu NE的制备与表征

SKEO/Qu NE是通过高速均质化制备的。采用动态光散射（DLS）测得其平均粒径为75.3±3.6纳米（图1A），基于DLS结果的颗粒分布指数（PDI）为0.29，低于0.3，说明该纳米乳液颗粒大小均匀一致。该纳米乳液的ζ电位为-46.2 mV，表明颗粒间存在强烈的静电排斥作用。

槲皮素、SKEO NE及SKEO/Qu NE的抗炎活性

炎症性疾病通常采用免疫抑制剂、非甾体抗炎药（NSAIDs）和甾体抗炎药（SAIDs）进行治疗，但由于这些药物的潜在副作用，其使用受到限制。精油（EOs）作为一种富含生物活性分子的天然来源，越来越受到重视。其中，来自某些植物的单环单萜类化合物（如香芹酚、百里酚、萜品醇和p-桉叶油素）具有抗炎作用。

结论

先前研究证实槲皮素对脑缺血具有显著的治疗效果。为克服其不良的理化性质（如低水溶性和有限的血脑屏障生物利用度），本研究开发了一种基于精油的纳米递送系统。实验结果表明，SKEO/Qu NE通过减轻神经功能障碍、脑梗死范围等症状，有效缓解了脑缺血造成的损伤。

作者贡献声明

萨米拉·瓦希迪（Samira Vahidi）：负责初稿撰写、数据可视化、结果验证及数据分析。 莉安娜·帕尔塞吉安（Liana Parseghian）：负责初稿撰写、结果验证及实验设计。 齐纳布·莫拉迪·阿尔万德（Zinab Moradi Alvand）：负责初稿撰写、结果验证及实验实施。 穆罕默德雷扎·比格德利（Mohammadreza Bigdeli）：负责项目监督及资源协调。 塞皮德·哈克萨尔（Sepideh Khaksar）：负责文本审阅与编辑、结果验证、项目管理、方法论设计及概念框架构建。 哈桑·拉法蒂（Hasan Rafati）：负责文本审阅与编辑以及项目监督。

伦理声明

伊朗沙希德·贝赫什提大学伦理委员会批准了本实验使用实验动物的方案（IR.SBU.REC.1401.127）。

资金来源

本研究未获得任何公共机构、商业机构或非营利组织的资助。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益冲突或个人关系。

致谢

作者感谢沙希德·贝赫什提大学（Shahid Beheshti University）和阿尔扎赫拉大学（Alzahra University）研究委员会的支持。