《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》:Inhibition of sebum production and pro-inflammatory mediators by QDF hydrogel reduces acne symptoms in mice model
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制备并表征了含祛毒方(QDF)的氧化钠果胶酸/羧甲基壳聚糖(OSA/CMCS)微球交联氢凝胶,通过小鼠背部痤疮复合模型验证其抑制皮脂分泌(降低游离脂肪酸和甘油水平)和减轻炎症(减少TNF、IL-6等炎症因子)的疗效,网络药理学揭示了TLR2/NLRP3和MAPK/NF-κB信号通路的关键作用。
王然静|蔡克欣|徐腾云|罗安琪|王玉洁|赖子伟|王俊林|赵建浩|聂红
生物活性分子与药物可行性评估国家重点实验室,广东省天然生物活性分子与创新药物发现基础研究卓越中心/广东省中药药效成分与新药研究重点实验室/中国教育部中医药现代化与创新药物开发国际合作实验室,济南大学药学院,广东广州510632
摘要
目的
本研究旨在制备一种负载有“曲豆配方”(QDF)的水凝胶,该配方是从青上防风汤改良而来的中药化合物,并探讨其在治疗痤疮方面的潜在益处,以及QDF抑制皮脂分泌和减轻炎症反应的机制。
方法
QDF水凝胶由氧化海藻酸钠/羧甲基壳聚糖(OSA/CMCS)微球与壳聚糖季铵盐交联制成。在小鼠背部建立了痤疮复合模型,并通过组织病理学方法评估QDF对痤疮病变的影响。利用网络药理学方法识别重要的干预途径和靶点。通过体内实验检测与炎症和皮脂代谢相关的基因和蛋白质的表达。
结果
首先,我们成功制备了一种稳定且生物相容的QDF水凝胶。其次,QDF显著改善了皮肤病变的病理变化,减少了真皮中的炎症细胞浸润,并抑制了游离脂肪酸(FFA)和甘油三酯(TG)的分泌。网络药理学表明,QDF可能通过TNF、IL-6等靶点发挥抗炎作用。此外,QDF还抑制了TLR2、MMP9等因子的分泌,从而减轻了痤疮炎症。
结论
本研究制备了一种稳定且生物相容的QDF水凝胶,表明该水凝胶可通过多种途径和多个靶点抑制皮脂分泌和炎症,有效缓解痤疮症状。本研究为痤疮治疗提供了新的见解和方向。
引言
痤疮,又称寻常痤疮,是一种常见的毛囊和皮脂腺慢性炎症性皮肤病[1]、[2]、[3]。皮肤病变主要表现为痤疮、炎性丘疹、结节、囊肿、脓疱等。这类疾病容易复发且治疗周期长,可能导致面部损伤或永久性疤痕,从而影响患者的外貌,甚至严重影响患者的心理状态。在全球疾病流行排名中位列第八,估计总患病率为9.4%[4]、[5]。青少年痤疮的患病率高达85%-95%[6],其中约20%-30%的患者需要医疗干预[7]。尽管痤疮在青少年中较为普遍,但近年来成人痤疮(≥25岁)的患病率也在上升,女性(12%-22%)的患病率显著高于男性(3%-5%),这可能与激素波动和内分泌紊乱有关[8]、[9]、[10]。
痤疮的致病因素和发病机制相当复杂,不同患者的原因各不相同。在中医理论中,痤疮的发病机制是多方面的。脾脏功能失调(脾主运化水液)会导致“湿邪”和“湿热”积聚,这些致病因素会上升影响皮肤。此外,情绪压力或与肝脏相关的气滞会导致血液中热量积聚,从而在皮肤表面表现出来。肾功能失衡(常表现为“肾阴虚”)也可能导致火气上冲,引发痤疮等炎症性皮肤问题。西医认为,痤疮的发生主要与雄激素分泌增加、皮脂腺过度角化、毛囊中痤疮丙酸杆菌异常增殖及炎症有关[11]、[12]、[13],同时还与遗传、免疫、饮食[14]、内分泌等多种因素相关[15]、[16]、[17]。
常用的痤疮动物模型包括兔子、大鼠和小鼠。经典的兔耳模型(Kligman方法)使用油酸诱导粉刺[18]。现代改良模型通常将致病细菌与脂质应用结合使用。虽然耳模型常用兔子或大鼠,但C57BL/6小鼠在成本和炎症反应方面具有优势。然而,由于小鼠耳朵结构较小,现在更倾向于使用背部皮肤,因为背部皮肤富含毛囊。在背部皮肤表面涂抹油酸可模拟皮脂腺导管角化过度,导致毛囊堵塞。随后通过皮下注射痤疮丙酸杆菌可复制关键的痤疮病理过程:形成细菌繁殖的厌氧微环境及随后的局部免疫反应,从而模拟临床炎症。因此,本研究在小鼠背部皮肤上采用了这种双干预模型来有效模拟痤疮的发病机制。
痤疮的治疗方法包括口服药物、局部治疗和光电治疗[13]、[15]、[19]。用于治疗痤疮的药物主要包括抗生素、维甲酸类药物、激素等。大多数国家痤疮管理指南推荐将局部药物作为一线治疗手段,单独使用或联合使用[12]、[20]。研究还表明,结合局部药物、化学换肤和光化学疗法的多模式治疗方法对轻至中度痤疮最为有效。对于中重度痤疮,最佳策略是局部疗法与口服抗生素、口服异维A酸和光动力疗法的联合使用[21]、[22]、[23]、[24]。现代皮肤科实践主要针对轻度痤疮采用局部治疗,而对于中重度痤疮则结合局部和系统疗法[25]。局部治疗在该病的治疗中起着关键作用。然而,这些药物可能导致耐药性和副作用[13]、[26],增加监测成本[27]、[28],增加患者的负担,并存在一定的局限性。中医在痤疮治疗中得到了广泛应用,并显示出一定的治疗效果。中医治疗策略通常根据临床表现进行个性化调整,重点在于清热、祛湿和消炎。外部疗法常使用具有抗菌和止痒作用的矿物类药物[29]、[30]。
本研究的目的是开发并评估一种负载有传统中药处方QDF的水凝胶,用于治疗痤疮。QDF含有具有抗炎和抗菌特性的黄芩等草药,将其制成稳定的水凝胶以便直接应用于痤疮病变部位,提高局部生物利用度,并克服传统治疗方法的局限性。我们的具体目标是评估这种QDF水凝胶的体内疗效,并研究其作用机制,特别是其抑制皮脂分泌和减轻炎症反应的能力。
材料
实验中使用的正辛醇、正己烷和羧甲基壳聚糖购自上海Macklin生化技术有限公司。海藻酸钠(Aladdin)、过氧化氢钠(Aladdin)、乙二醇(Damao)、十二烷基硫酸钠(Damao)、Tratone X-100(Biosharp)、壳聚糖季铵盐(Yuanye)、TB Green premix Ex taq TMII(TaKaRa);Trizol(Thermo Fisher);RIPA裂解缓冲液(Meilunbio);BCA蛋白测定试剂盒(Beyotime);SDS-PAGE凝胶制备试剂盒(Beyotime);
水凝胶制备与表征
如图1 A中的TEM图像所示,OSA/CMCS微球在溶液中大小均匀且呈球形。加载QDF后,观察到颗粒大小增加以及外环模糊(图1 B);这些形态变化可能与药物载体的结合有关,但尚属于初步证据。需要注意的是,TEM照片中出现的聚集现象可能是由于样品在制备过程中干燥所致。
讨论
中医具有多靶点的治疗潜力;然而,传统局部制剂的局限性可能限制其临床应用。因此,开发改进的外用剂型是必要的[32]。在本研究中,基于我们研究小组之前的研究和跨学科研究,我们成功制备了QDF水凝胶,并从微观形态、流变学、红外光谱等方面对其质量进行了评估。作为一种天然生物聚合物,
结论
本研究表明,QDF水凝胶的应用可显著减轻由油酸和痤疮丙酸杆菌引起的痤疮严重程度。它对痤疮相关细菌(痤疮丙酸杆菌和金黄色葡萄球菌)具有抗菌作用,调节脂质代谢,并通过抑制TLR2/NLRP3轴和下游MAPK/NF-κB信号通路来减轻炎症,从而降低炎症细胞因子(TNF、IL-1β、IL-6)的水平
CRediT作者贡献声明
王然静:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿撰写,软件使用,方法学设计,实验实施,数据分析,概念构思。
蔡克欣:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿撰写,软件使用,方法学设计,实验实施,数据分析,概念构思。
徐腾云:撰写 – 审稿与编辑,方法学设计,实验实施。
罗安琪:撰写 – 审稿与编辑,实验实施。
王玉洁:方法学设计。
赖子伟:方法学设计。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(编号:8247141722)和广东省自然科学基金(编号:2025A1515012844)的支持