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纳米橙皮苷协同伊维菌素治疗兔疥螨病的免疫增强与组织修复机制研究。
埃曼·I·哈萨宁(Eman I. Hassanen)| 艾哈迈德·A·谢里夫(Ahmed A. Sherif)| 齐纳布·E·埃尔丁(Zienab E. Eldin)| 玛伊·阿布奥瓦达(Mai Abuowarda)| 马尔瓦·A·易卜拉欣(Marwa A. Ibrahim)| 拉维亚·多海姆(Rawhia Doghaim)
埃及吉萨开罗大学兽医学院病理学系
摘要
疥癣是由Sarcoptes scabiei引起的寄生性皮肤病,在兔子中较为常见,会通过降低生产率和繁殖能力造成严重的经济损失。本研究旨在探讨纳林(naringin,简称NG)或其纳米制剂(NGNPs)在增强伊维菌素(ivermectin,简称IVM)对兔子疥癣的杀螨效果方面的作用。共有25只成年雄性兔子参与实验,分为5组(每组5只)。第1组为阴性对照组(健康、未感染、未接受治疗);第2组为阳性对照组(感染、未接受治疗);第3组(IVM组)接受皮下注射IVM(1.5 mg/kg)和局部涂抹IVM(0.1%),间隔14天重复两次;第4组(IVM+NG组)每天口服NG(7.5 mg/kg)连续28天;第5组(IVM+NGNPs组)每天口服NGNPs(7.5 mg/kg)连续28天。通过观察临床症状、生长表现、寄生虫学检查、炎症基因表达、组织病理变化及免疫学指标来评估这些治疗方法的杀螨效果。结果显示,IVM与NG(尤其是其纳米制剂)的联合使用能够改善兔子的生长表现,在治疗14天后彻底清除寄生虫,并加速皮肤愈合。NGNPs的抗炎作用通过NF-κB、TNF-α和IL-1β转录水平的显著下调得到证实,同时皮肤组织中iNOS和CD3的表达也有所减弱。研究结论表明,每日口服NGNPs可作为IVM的辅助剂,有效清除兔子体内的寄生虫,加速皮肤愈合,增强免疫力,保护多个器官免受损伤,从而提高兔子的生长性能。
引言
疥癣是一种在全球范围内广泛存在于人类和动物中的高度传染性皮肤病(Fazal等人,2015年)。Sarcoptes scabiei在兔子身上会引起瘙痒、红斑、结痂性皮炎和脱毛,尤其影响耳朵、鼻子、眼睑、脚趾和尾巴(Escobar等人,2022年;Rosell等人,2024年)。螨虫可通过与患病动物的直接接触或与受污染环境的间接接触传播(Bernigaud等人,2020年)。不良卫生条件和过度拥挤被认为是导致Sarcoptes scabiei感染的主要因素(Enbiale和Ayalew,2018年)。
伊维菌素(IVM)是一种合成大环内酯类抗寄生虫药物,属于广谱抗寄生虫药物(Laing等人,2017年)。它在兽医领域被广泛用于治疗各种内寄生虫和外寄生虫,通过作用于谷氨酸门控阴离子通道和γ-氨基丁酸(GABA)门控氯离子通道来抑制神经冲动传导(Crump和ōmura,2011年)。具体而言,IVM能刺激突触前神经末梢释放GABA,并增强其与突触后受体的结合,从而增加细胞膜对氯离子的通透性,导致寄生虫过度极化、麻痹并最终死亡(Gwaltney-Brant等人,2012年;Martin等人,2021年)。尽管IVM对寄生虫病具有积极作用,但其长期使用可能对多个器官产生负面影响,尤其是肝脏、肾脏和生殖器官,同时还会损害兔子的免疫系统和生产性能(GabAllh等人,2017年)。反复使用IVM可能导致生殖细胞严重退化甚至完全丧失,从而引发雄性兔子无精症(El-Shobokshy等人,2023年)。
传统上,植物及其衍生物长期以来被用于治疗多种慢性疾病(Nunes等人,2020年)。纳林(NG)是一种天然存在的黄酮类糖苷,来源于橙子和葡萄柚(Chen等人,2017年)。研究发现它具有多种生理功效,如降脂、抗炎、抗氧化、抗癌、抗骨质疏松和细胞保护作用(Yadav等人,2020年;Jiang等人,2023年;Shilpa等人,2023年)。此外,它还能增强其他药物的吸收效果,显示出作为药物载体的潜力(Sama等人,2019年)。在伤口护理方面,NG能促进胶原蛋白生成,提高组织基质强度和完整性,这对愈合后期恢复和上皮形成至关重要(Kandhare等人,2015年)。然而,口服药物的吸收效果受到胃肠道中细胞、酶和化学屏障的限制(Lin等人,2017年)。文献显示,NG的口服生物利用度较低(Bacanl?等人,2018年),这主要是由于肝脏的一相和二相代谢以及肠道微生物的作用(Marinho等人,2024年)。因此,需要开发新的NG制剂来克服这些限制,提高其生物利用度(Mohanty等人,2021年)。纳米颗粒(NPs)作为一种递送系统,能够提高生物活性化合物的溶解度和稳定性,并保持其向目标部位的输送能力(Mitchell等人,2021年)。壳聚糖(Cs)是几丁质脱乙酰化的副产物,具有多种特性,如吸附性、成膜性、纤维化能力、渗透性、吸湿性、生物降解性和抗菌性(Jiang等人,2023年),可制成水凝胶、海绵、微球和薄膜等形式用于药物治疗(Xia等人,2022年)。
本研究旨在探讨NG在增强IVM对兔子疥癣杀螨效果方面的潜力。具体而言,研究旨在评估NG是否能够增强免疫力、改善生长表现并减轻氧化应激,从而增强IVM的治疗效果。此外,还研究了壳聚糖纳米颗粒(Cs NPs)包封对NG生物活性的影响,假设NGNPs通过提高生物利用度和调节分子机制来发挥更好的治疗效果。
材料
实验中使用的伊维菌素溶液(AVIMEC?,浓度10 mg/mL)购自阿拉伯兽医工业公司(约旦安曼)。脱乙酰度大于90%、分子量在200–300 kDa之间的壳聚糖(Cs)购自Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)。纯度超过98%的纳林(NG)、冰醋酸(99.7%)、三聚磷酸钠(TPP,>98%)和无水乙醇(99.5%)由默克KGaA(德国达姆施塔特)提供。所有其他化学品均为分析级纯度。
制备的纳米颗粒特性
图1A显示NGNPs的粒径分布均匀,范围为40至120 nm。这些颗粒呈明显的深色颗粒,表面光滑。
图1B中的FTIR光谱显示了壳聚糖纳米颗粒的特征吸收峰。3445 cm?1处的宽吸收带对应于O-H和N-H基团的伸缩振动;1510 cm?1处的峰为伯胺基团的N-H弯曲振动;1330 cm?1和988 cm?1处的峰为其他振动。
讨论
兔子因其多功能性、快速繁殖能力和适应性而在多个领域具有重要的经济价值(Doro?yńska和Maj,2021年)。由Sarcoptes scabiei引起的疥癣会导致兔子养殖及相关产业出现显著的经济损失,表现为生长和繁殖能力下降、肉质和毛皮质量下降、兽医费用增加以及死亡率上升(Mohamed等人,2017年)。我们的研究结果表明……
结论
研究结果表明,口服NGNPs显著增强了IVM对兔子疥癣的杀螨效果。这种联合疗法不仅提高了寄生虫清除率,还增强了免疫反应,加速了康复过程,并促进了皮肤修复。此外,NGNPs表现出显著的抗炎作用,表现为iNOS和CD3蛋白表达减少,以及和IL-1β的表达下调。
伦理批准和参与同意
实验遵循ARRIVE指南进行,并获得了开罗大学动物护理和使用委员会的批准(批准编号:Vet CU131020241049)。
资金详情
作者声明在撰写本文过程中未收到任何资金、资助或其他形式的支持。
作者贡献声明
拉维亚·多海姆(Rawhia Doghaim):撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、方法设计、实验设计、数据管理、概念构思。马尔瓦·易卜拉欣(Ibrahim Marwa):撰写、审稿与编辑、资源协调、方法设计、实验设计、数据分析、数据管理。齐纳布·埃尔丁(Zienab Eldin):撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件应用、资源协调、方法设计、数据管理。艾哈迈德·谢里夫(Ahmed Sherif):撰写、审稿与编辑、初稿撰写、验证。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知利益冲突或个人关系。
致谢
不适用
出版同意
不适用
利益冲突
作者声明不存在利益冲突。