一种协同作用的纳米zyme平台,能够打破神经炎症-氧化应激循环,从而实现更长时间的疼痛缓解

《International Journal of Pharmaceutics: X》:A synergistic nanozyme platform breaking the neuroinflammatory-oxidative stress cycle for extended pain relief

【字体: 时间:2026年05月07日 来源:International Journal of Pharmaceutics: X 5.2

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  张成峰 | 学志涵 | 王晶怡 | 李建宁 | 钱万龙 | 王旭婷 | 高永静 | 陈中平 | 王法明 | 张燕 中国南通大学公共卫生学院特殊环境医学研究所,南通 226019 **摘要** 慢性疼痛是严重的公共卫生负担,会显著降低患者的生活质量。其持续性源于神经系

  张成峰 | 学志涵 | 王晶怡 | 李建宁 | 钱万龙 | 王旭婷 | 高永静 | 陈中平 | 王法明 | 张燕
中国南通大学公共卫生学院特殊环境医学研究所,南通 226019

**摘要**
慢性疼痛是严重的公共卫生负担,会显著降低患者的生活质量。其持续性源于神经系统内的神经炎症和氧化应激恶性循环。有效的临床管理亟需具有持久疗效的靶向治疗手段。本文报道了一种基于脂质体的共递送系统(SeCQDs@Liposome-RA,简称SLR),该系统封装了硒掺杂的碳量子点(SeCQDs)、纳米酶以及强效抗炎剂Raddeanin A(RA)。该平台经过合理设计,具备协同的抗氧化和抗炎作用。体外实验表明,SLR纳米颗粒能有效中和活性氮和氧物种,并显著抑制活化小胶质细胞中的促炎细胞因子。关键在于,利用脂质体的缓释特性,单次剂量的SLR在Complete Freund’s Adjuvant诱导的炎症疼痛小鼠模型中提供了持续72小时的显著镇痛效果。机制上,SLR通过抑制丝裂原活化蛋白激酶/核因子κB(MAPK/NF-κB)信号通路,抑制小胶质细胞过度激活,并减轻脊髓和大脑的氧化应激。此外,SLR在化疗诱导的神经病变疼痛和神经损伤模型的中也表现出广泛的疗效。鉴于其卓越的生物安全性和缓释特性,SLR成为长期管理慢性疼痛综合征的具有临床前景的纳米平台。

**1. 引言**
炎症性疼痛是一种致残性的慢性疼痛类型,严重影响全球数百万人的生活质量(Cao等,2024a;Cohen等,2021;Kidd和Urban,2001)。其过程始于组织损伤部位释放的炎症介质,这些介质降低了痛觉感受器的兴奋阈值,从而引发周围敏化(Emery等,2012;Miura等,2011)。这种持续的感觉输入激活脊髓胶质细胞,触发神经炎症。胶质细胞产生的炎症分子进一步促进中枢敏化,导致慢性中枢神经系统(CNS)过度兴奋,放大疼痛信号。因此,患者会出现异常痛觉(allodynia)和痛觉过敏(hyperalgesia)(Ji等,2018)。目前用于慢性疼痛的临床药物主要包括阿片类和非甾体抗炎药(NSAIDs)。然而,这些治疗方法存在作用时间短和严重副作用的问题(Jiang等,2020;Woolf,2020;Xu等,2023;Zhou等,2021)。因此,探索具有 minimal adverse reactions(最少不良反应)和持久效果的新型镇痛药物是未来研究的重要方向(Akhilesh等,2025;Liu等,2024;Lu等,2024;Mohsin等,2025;Wedel等,2022)。
不断的研究逐渐揭示了慢性疼痛背后的复杂分子机制(Babu等,2024;Cao等,2024b;Lu等,2025;Modi等,2023)。值得注意的是,最新证据强调了神经炎症和氧化应激在维持这种持续疼痛状态中的协同作用(Ji等,2016;Kidd和Urban,2001;Lin等,2022;Scholz,2014;Wu等,2025)。这两个过程形成了一个自我延续的恶性循环:炎症信号产生活性氮和氧物种(RNOS),导致氧化应激,进而放大炎症信号并加剧疼痛敏化(Grace等,2016;Salvemini等,2011)。作为中枢神经系统(CNS)中高度活跃的免疫细胞,小胶质细胞在此过程中起关键作用(Su等,2022;Tansley等,2022)。受炎症环境激活后,小胶质细胞产生RNOS、促炎因子和其他神经毒性物质,进一步放大疼痛信号(Choi等,2019)。因此,通过兼具抗氧化和抗炎作用的双重干预来打破这一反馈循环是一种极具潜力的治疗策略。

**纳米酶**是一类具有天然酶类似催化特性的纳米材料(Gao等,2007)。它们的稳定性、成本效益和可调性使其成为广泛应用中天然酶的有吸引力的替代品或补充(Fan等,2024;Li等,2023;Zhang等,2024;Zhang等,2021)。最近,具有抗氧化酶活性的纳米酶(如超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)已被用于治疗氧化应激相关疾病(Xu等,2024;Yang等,2024a,Yang等,2024b)。然而,关于纳米酶用于缓解疼痛的研究仍然有限。大多数研究主要集中在活性氧物种(ROS)的消除上,往往忽视了活性氮物种(RNS)的作用以及炎症对疼痛进展的协同影响(Bai等,2024;Cheng等,2025;Ling等,2023;Mu等,2019;Zhao等,2025)。因此,我们假设将抗炎剂与抗氧化纳米酶结合使用,可以为慢性疼痛提供更全面和有效的治疗方案。
在各种纳米酶中,碳量子点(CQDs)因其零维结构和优异的生物相容性而受到广泛关注(Wang等,2024;Zhang等,2025)。通过掺入硒(Se)——一种维持氧化还原平衡并抑制细胞凋亡的必需微量元素——硒掺杂碳量子点(SeCQDs)成为治疗氧化应激的新平台(Li等,2017)。尽管具有潜力,但SeCQDs在疼痛缓解中的应用仍待探索。此外,它们的超小尺寸导致代谢速度快,阻碍了持久镇痛效果的实现。另一方面,Raddeanin A(RA)是从中药Anemone raddeana Regel中提取的三萜类化合物,虽然具有强抗炎作用,但由于分子量大和疏水性较低,生物利用度较差(Hei等,2022;Wang等,2018)。

本文开发了一种基于脂质体的SeCQDs和RA共递送策略,旨在通过它们的协同抗氧化和抗炎作用实现长期镇痛效果。SeCQDs@Liposome-RA(SLR)纳米颗粒通过挤出法合成,将疏水性RA嵌入脂质体膜中,并将亲水性SeCQDs封装在其腔内(图1A)。在活化的小胶质细胞中,SLR纳米颗粒有效清除自由基并减少炎症细胞因子,从而抑制MAPK/NF-κB信号通路,逆转小胶质细胞的激活(图1B)。得益于脂质体的缓释能力,SLR在Complete Freund’s Adjuvant(CFA)诱导的炎症疼痛模型中提供了长达72小时的镇痛效果。此外,SLR在化疗诱导的神经病变疼痛(CIPN)和神经损伤(SNI)诱导的神经病变疼痛模型中也表现出良好的镇痛效果。总体而言,这种治疗策略显著延长了镇痛效果的时间,为慢性疼痛的治疗提供了有希望的方法。

**2. 材料与方法**
2.1. 材料
L-硒半胱氨酸、卵磷脂、DSPE-PEG、胆固醇和Raddeanin A购自上海Macklin生化科技有限公司。Dulbecco’s Modified Eagle Medium(DMEM)和DF-12培养基由上海元培生物科技有限公司提供。RNA提取试剂盒购自上海宜山生物科技有限公司。RNA逆转录试剂盒、定量聚合酶链反应(q-PCR)试剂盒、PCR离心管、q-PCR板和聚偏二氟乙烯(PVDF)膜购自Vazyme生物科技有限公司。针对磷酸化p38(编号81212–2-RR)、p38(编号80821-2RR)、p65(编号10745–1-AP)、磷酸化JNK(编号80024–1-RR)、JNK(编号81629–1-RR)、磷酸化ERK(编号80031–1-RR)、ERK(编号83533–1-RR)、磷酸化IκBα(编号82349–1-RR)、IκBα(编号80019–1-RR)的一抗以及HRP标记的二抗(编号RGAR001)购自Proteintech集团。磷酸化p65抗体(编号3033)购自Cell Signaling Technology。离子化钙结合适配分子1(IBA-1)的一抗(编号YM8165)购自Immunoway。GAPDH一抗(编号BM1623)、HRP标记的二抗(编号BA1062)和DyLight 488标记的AffiniPure驴抗兔IgG(编号BA1146)购自武汉Boster生物科技有限公司。血红蛋白和曙红(H&E)染色试剂盒及Hoechst染色试剂购自北京贝奥泰生物技术有限公司。

2.2. SeCQDs的合成
将200毫克L-硒半胱氨酸加入10毫升去离子水中,用0.5 M NaOH溶液调节pH至约9。将溶液加热至60°C孵育24小时,然后离心(14,750 g,15分钟)。收集上清液,并用MWCO 500 Da透析盒透析2天。通过电感耦合等离子体-光学发射光谱仪(ICP-OES)测定SeCQDs的浓度,作为其浓度标准。

2.3. SLR的合成
将卵磷脂、胆固醇和DSPE-PEG(摩尔比52:30:3)溶解在氯仿中,与溶于甲醇中的RA(摩尔比15)混合。通过静态挥发去除溶剂,形成脂质膜。用1毫升SeCQDs水溶液润湿该膜,然后进行超声处理(800 W,30秒)。所得乳液通过挤出法(100 nm膜)制备脂质体,再用MWCO 3500 Da透析盒透析2天。

2.4. SeCQDs和SLR的特性分析
对SeCQDs和SLR的物理化学性质进行了全面表征。通过透射电子显微镜(TEM)观察形态和粒径。样品经超声处理后均匀分散,滴涂在镀碳铜网上,并对SLR进行1%磷钨酸负染色3分钟。空气干燥后,成像以评估内部结构。动态光散射(DLS)用于测定去离子水中超声处理后的纳米颗粒的流体力学尺寸、多分散性指数(PDI)和Zeta电位。原子力显微镜(AFM)用于测量SeCQD的厚度,X射线光电子谱(XPS)用于确定元素组成和价态。利用岛津UV–vis和Prism荧光光谱仪记录光学性质。通过高效液相色谱(HPLC)测定SLR中RA的包封效率,流动相为乙腈-水(65:35,含0.05%冰醋酸),流速为1 mL/min,检测波长为205 nm(UV检测器)。SeCQDs的包封效率 ebenfalls通过ICP-OES测定。

2.5. SLR的体外释放曲线
取1毫升160 μg/mL的SLR溶液,与9毫升PBS缓冲液混合制成10毫升的孵育体系,在37°C下用恒温摇床以100 rpm连续振荡。在预定时间点(0、4、8、12、24、48、72、96和120小时)抽取500 μL孵育液,并立即补充等体积的新鲜PBS缓冲液以保持体系体积恒定。使用MWCO 5000的离心过滤器分离孵育液,保留未释放的SLR载体。收集滤液中的游离RA,并通过HPLC测定其累计释放量。

2.6. SeCQDs和SLR的抗氧化性质
使用UV–vis光谱法评估SeCQDs和SLR的抗氧化酶活性。所有实验中,SeCQDs和SLR的浓度梯度均在总反应体积500 μL范围内制备。通过监测NADPH的氧化情况来测量谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)类似活性。反应混合物包含GSH(2 mM)、NADPH(0.4 mM)、谷胱甘肽还原酶(0.85 μM)、H2O2(240 μM)和PBS(pH 7.4,2.5 mM)。组装后在动态模式下记录300秒内340 nm处的吸光度下降情况。使用核黄素-甲硫氨酸-NBT体系评估超氧化物歧化酶(SOD)类似活性。混合物包含甲硫氨酸(10 mM)、核黄素(20 μM)、NBT(0.1 μM)和PBS(7.4, 5 mM)。在室温下光照下孵育5分钟后,测量400–800 nm波长范围内的吸光度。通过甲基蓝(MB)测定羟基自由基清除能力。系统包含FeSO4(1 mM)、H2O2(0.5 mM)和MB(0.025 mM)。在室温下孵育15分钟后,记录500–800 nm范围内的吸光度。通过2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS)和2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)自由基清除实验测定总抗氧化能力。ABTS工作溶液由5 mL 7.4 mM ABTS和88 μL 2.6 mM K?S?O?混合而成,并在室温下遮光保存16小时。将该储备溶液用水稀释至其在734 nm处的吸光度约为0.70。为了测定ABTS自由基清除活性,将100 μL样品与400 μL稀释后的ABTS溶液混合。孵育12小时后,在734 nm处测量吸光度(A)。对于DPPH实验,将100 μL样品与400 μL 100 μM DPPH-乙醇溶液反应。反应在黑暗中室温下进行12小时,随后使用分光光度计在517纳米处测量吸光度(A)。对于两种测定方法,自由基清除活性均使用以下公式计算:清除活性% = (A0 - A) / A0 × 100%,其中A0表示对照组的吸光度(不含样品的混合物),A表示样品的吸光度。

2.7. 细胞培养
BV2细胞系由中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所提供。BV2细胞在添加了10%胎牛血清和1%青霉素/链霉素的DMEM培养基中培养。

2.7.1 原代小胶质细胞和星形胶质细胞培养
原代小胶质细胞和星形胶质细胞是从新生小鼠(1-3天大)的脑组织中分离出来的。脑组织用0.05%胰蛋白酶消化以生成单细胞悬液。为了富集小胶质细胞,将细胞重新悬浮在添加了5 ng/mL GM-CSF、10%胎牛血清(FBS)、1%青霉素/链霉素和1%谷氨酰胺的DMEM/F-12完全培养基中。在37°C和5% CO2条件下培养14天后,收集上清液中的浮游小胶质细胞,并将其转移到不含GM-CSF的培养基中静置24小时。相反,星形胶质细胞在添加了10% FBS、1%青霉素/链霉素和1%谷氨酰胺的DMEM/F-12培养基中培养8-10天。这些星形胶质细胞随后转移到新鲜的培养基中至少静置24小时后再用于实验。本研究中使用的神经元由吴小梅教授的研究小组提供。

2.8. 细胞毒性测试
将100 μL的细胞悬液(BV2细胞、原代小胶质细胞、小胶质细胞或神经元)培养在96孔板中。细胞粘附后,用于细胞毒性测试。将梯度浓度的测试材料加入96孔板中并进行培养。24小时后,使用Cell Counting Kit-8 (CCK-8)测定法测定细胞存活率。

2.9. 细胞摄取分析
将BV2细胞和原代小胶质细胞接种到共聚焦培养皿中。粘附后,用4 μg/mL的SLR-Cy5.5处理细胞2小时。对照组仅接受培养基。处理后,吸出培养基,用PBS清洗细胞两次,然后用1 ml的4% PFA固定15分钟。去除PFA后,再用PBS清洗细胞,并用Hoechst染色10分钟。随后使用共聚焦显微镜观察荧光信号。

2.10. 细胞内RNOS的评估
将细胞(BV2细胞和原代小胶质细胞)接种到共聚焦培养皿中。粘附后,先用测试材料预处理细胞2小时。然后加入40 μM的叔丁基过氧化氢(t-BOOH)诱导氧化应激1小时。同时设置一个空白对照组(不加t-BOOH或测试材料)。处理后,所有组用10 μM的2’,7’-二氯荧光素二醋酸酯(DCFH-DA)探针染色30分钟,再用10 μg/mL的Hoechst染色5分钟。通过共聚焦显微镜测量DCFH-DA的荧光强度来评估RNOS的产生。

2.11. 通过RT-qPCR定量促炎因子mRNA水平
将BV2细胞接种到6孔板中,粘附后用100 ng/mL的LPS和测试纳米材料(SeCQDs 4 μg/mL、RA 2 μg/mL或SLR 8 μg/mL)刺激24小时,然后提取总RNA。对于原代小胶质细胞,先用纳米材料(SeCQDs 4 μg/mL、RA 1 μg/mL或SLR 4 μg/mL)预处理2小时,然后用10 ng/mL的LPS(加上纳米材料)刺激3.5小时,最后用10 μM的Nigericin激活30分钟后再提取RNA。对于小鼠,分别在不同组别处理后解剖L4–6脊髓和大脑皮层。使用快速RNA提取试剂盒提取总RNA。接下来,将1 μg的总RNA逆转录为cDNA。此外,使用SYBR Green染料在实时检测系统上进行qPCR分析,数据分析采用2-ΔΔCT方法。

2.12. 西部印迹
将适当数量的原代小胶质细胞接种到6孔板中。细胞粘附后,先加入4 μg/mL的SLR-Cy5.5培养2小时。然后更换含有SLR-Cy5.5和10 ng/mL LPS的培养基,继续培养4小时,之后收集细胞。对于接受了anisomycin处理的组别,在此基础上更换含有SLR-Cy5.5、10 ng/mL LPS和3 μM anisomycin的培养基,继续培养0.5小时,之后收集细胞。对于小鼠,分别在不同组别处理后解剖L4–6脊髓和大脑皮层。通过加入适量的裂解缓冲液(含有蛋白酶和磷酸酶抑制剂)将细胞、脊髓或大脑皮层匀浆。使用BCA蛋白测定法测定蛋白上清液的蛋白浓度。每条泳道加载30 μg的总蛋白,并在12% SDS-PAGE凝胶上分离。转移和用5% BSA封闭后,将膜与相应的primary抗体(p-p38和p38为1:8000;p-p65和p65为1:1000;p-JNK为1:3500;p-JNK为1:5000;p-ERK为1:5000;p-ERK为1:1000;p-IKBα为1:3500;IKBα为1:5000)在4°C下孵育过夜。洗涤后,用secondary抗体孵育1小时。使用Odyssey系统成像荧光条带。检测到磷酸化蛋白后,将膜剥离(Biosharp, BL1381B),并用后续的primary抗体进行再检测。使用Image J进行蛋白定量。

2.13. 动物和疼痛模型
成年雄性ICR小鼠(约24克)由中国南通大学实验动物中心提供。小鼠在26°C、12小时光照/黑暗周期和控制湿度的环境中饲养,可以自由摄取标准食物和水。所有动物实验均遵循ARRIVE指南和国家卫生研究院关于实验室动物护理和使用的指南。获得了南通大学实验动物中心的伦理批准(批准号S20241216–002)。尽一切努力减少动物痛苦并减少使用动物数量。对于炎症性疼痛模型,小鼠用异氟烷短暂麻醉,然后在左后爪的足底表面皮下注射20 μL的完全弗罗因德佐剂(CFA)。成功的诱导通过足部肿胀、舔舐以及注射后3天的稳定热痛觉过敏和机械性痛觉过敏来确认。对于化疗诱导的外周神经病变(CIPN)模型,将紫杉醇溶解在50% Cremophor EL和50%无水乙醇的溶剂中制备6 mg/mL的贮备液,再用生理盐水稀释至0.2 mg/mL。小鼠每天腹腔注射(i.p.)紫杉醇2 mg/kg,连续5天,累积剂量为10 mg/kg。在第一次紫杉醇注射后的第7天可靠地建立了疼痛性神经病变和热痛觉过敏。对于 spared nerve injury(SNI)模型,小鼠被麻醉后,在左大腿的股骨外侧做1–1.5厘米的纵向切口。钝性解剖皮肤和皮下组织后,分离股二头肌以暴露坐骨神经。沿着神经追踪至胫神经、共同腓神经和腓神经分支。使用微眼科镊仔细分离这些神经,并在神经分叉处约2毫米处用丝线结扎。顺序闭合肌肉和皮肤层,术后7天进行行为测试。

2.14. 纳米颗粒在小鼠体内的生物分布
CFA模型小鼠用吸入麻醉短暂麻醉,然后放置在俯卧位置,使用小型动物成像系统进行体内荧光成像。在鞘内(i.t.,n=6)或静脉内(i.v., n=6)注射SLR-Cy5.5后,分别在0小时、5分钟、0.5小时、1小时、2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、36小时、48小时、60小时、72小时、84小时、96小时、108小时、120小时获取连续的全身图像。对于离体成像,在注射后0小时、24小时、72小时和120小时获取心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、大脑和脊髓组织的图像。

2.15. 行为测试
小鼠在 elevated 金属网地板上的测试室中适应至少2天,每天30分钟,以减少与压力相关的偏差。对于机械性痛觉,使用经过校准的von Frey探针进行von Frey测试,探针的硬度呈对数递增。50%的足部撤回阈值(PWT)使用Dixon up-down方法计算,PWT作为主要行为结果。对于热痛觉,使用Hargreaves测试。将红外辐射热源放置在后爪的足底表面,记录足部撤回潜伏期作为首次痛觉反应的时间。所有行为测试均由不了解实验组分配的实验者进行,以避免观察者偏差。在整个实验期间监测体重,以评估一般健康状况和潜在的治疗相关毒性。

对于CFA炎症性疼痛模型小鼠,在诱导CFA诱导的炎症性疼痛模型之前测量基线机械性和热痛觉阈值。该模型在SLR注射前4天(Day ?4)建立。三天后(Day ?1),重新评估痛觉阈值以确认炎症性疼痛的发展。在第0天,将小鼠随机分组(每组n=5只),分别给予SLR(67 μg/kg, i.t.)、RA(150 μg/kg, i.t.)、脂质体(1 mg/kg, i.t.)、SeCQDs(67 μg/kg, i.t.)、布洛芬(30 mg/kg, i.p.)或PBS。之后,在注射后2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时、72小时和120小时动态监测并记录机械性和热痛觉阈值。为了评估其他注射方式(静脉内注射和鞘内注射)对SLR纳米颗粒镇痛效果,将SLR纳米颗粒(0.2 mg/kg, i.pl.和1 mg/kg, i.v.)或PBS注射到CFA模型小鼠中,在相同的时间间隔内评估机械性和热痛觉阈值。

对于CIPN模型小鼠,首先测量基线机械性和热痛觉阈值。CIPN模型从Day ?7建立至Day ?2(注射前7天),然后在Day ?1(注射前1天/建模后1天)重新评估痛觉阈值。在第0天,将小鼠随机分组(每组n=5只),分别给予SLR(67 μg/kg, i.t.)或PBS。之后,在注射后2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时和72小时动态监测并记录机械性和热痛觉阈值。

对于SNI神经痛模型小鼠,首先测量基线机械性和热痛觉阈值。SNI模型在SLR注射前7天(Day ?7)建立,然后在Day ?1(注射前1天/建模后1天)重新评估痛觉阈值。在第0天,将小鼠随机分组(每组n=5只),分别给予SLR(67 μg/kg, i.t.)或PBS。之后,在注射后2小时、4小时、8小时、12小时、24小时和48小时动态监测并记录机械性和热痛觉阈值。

2.16. 脊髓氧化应激的评估
将L4-L6脊髓段解剖并在4% paraformaldehyde(PFA)中在4°C下固定过夜。然后在逐渐增加角度的蔗糖溶液(20%随后是30%)中冷冻保护,直至沉降。冷冻包埋和切片后,使用二氢埃蒂德(DHE)试剂盒进行氧化荧光染色,并在荧光显微镜下捕获图像。

2.17. 免疫组化
收集L4-L6脊髓段,在4% PFA中在4°C下固定过夜,然后在20%和30%蔗糖溶液中脱水。冷冻包埋和切片后,用10% BSA在PBST中封闭2小时,然后在4°C下与primary抗体(IBA-1, 1:4000)孵育过夜。PBST洗涤后,用Dylight 488偶联的secondary抗体在室温下孵育2小时,使用荧光显微镜观察免疫荧光。

2.18. 体内生物安全性评估
为了评估治疗的长期神经毒性和运动效应,给雄性ICR小鼠(每组n=8只)单次鞘内注射SLR(67 μg/kg)。15天后,对小鼠进行一系列行为评估,包括开放场测试(OFT)和新物体识别(NOR)实验。在OFT中,将单个小鼠放置在50 cm × 50 cm × 50 cm的白色聚氯乙烯箱中,允许其自由移动5分钟。使用上方摄像头记录和分析其在周围区域(距墙壁25 cm)和中心区域(25 cm × 25 cm)的移动轨迹和停留时间。在NOR中,50 cm × 50 cm × 50 cm的正方形场地内放置两个直径为3 cm的相同物体A和B。

2.19. 小鼠体内纳米颗粒的生物分布
CFA模型小鼠用吸入麻醉短暂麻醉,然后置于俯卧位置,使用小型动物成像系统进行体内荧光成像。在鞘内(i.t., n=6)或静脉内(i.v., n=6)注射SLR-Cy5.5后,在0小时、5分钟、0.5小时、1小时、2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、36小时、48小时、60小时、72小时、84小时、96小时、108小时、120小时获取连续的全身图像。对于离体成像,在0小时、24小时、72小时和120小时采集心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏和脊髓组织,并立即使用相同的成像系统扫描。

2.20. 行为测试
小鼠在 elevated 金属网地板上的测试室内适应至少2天,每天30分钟,以减少与压力相关的偏差。对于机械性痛觉,使用经过校准的von Frey探针进行von Frey测试,探针的硬度呈对数递增。50%的足部撤回阈值(PWT)使用Dixon up-down方法计算,PWT作为主要行为结果。对于热痛觉,使用Hargreaves测试。将红外辐射热源放置在后爪的足底表面,记录足部撤回潜伏期作为首次痛觉反应的时间。所有行为测试均由不了解实验组分配的实验者进行,以避免观察者偏差。在整个实验期间监测体重,以评估整体健康状况和潜在的治疗相关毒性。

对于CFA炎症性疼痛模型的小鼠,在诱导CFA诱导的炎症性疼痛模型之前测量基线机械性和热痛觉阈值。该模型在SLR注射前4天(Day ?4)建立。三天后(Day ?1),重新评估痛觉阈值以确认炎症性疼痛的发展。在第0天,将小鼠随机分组(每组n=5只),分别给予SLR(67 μg/kg, i.t.)、RA(150 μg/kg, i.t.)、脂质体(1 mg/kg, i.t.)、SeCQDs(67 μg/kg, i.t.)、布洛芬(30 mg/kg, i.p.)或PBS。之后,在注射后2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时、72小时和120小时动态监测并记录机械性和热痛觉阈值。为了评估其他注射方式(静脉内注射和鞘内注射)对SLR纳米颗粒镇痛效果,在CFA模型小鼠中分别注射SLR纳米颗粒(0.2 mg/kg, i.pl.和1 mg/kg, i.v.)或PBS,并在同一时间间隔内评估机械性和热痛觉阈值。

对于CIPN模型的小鼠,首先测量基线机械性和热痛觉阈值。CIPN模型从Day ?7建立至Day ?2(注射前7天),然后在Day ?1(建模前1天/建模后1天)重新评估痛觉阈值。在第0天,将小鼠随机分组(每组n=5只),分别给予SLR(67 μg/kg, i.t.)或PBS。之后,在注射后2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时和72小时动态监测并记录机械性和热痛觉阈值。

对于SNI神经痛模型的小鼠,首先测量基线机械性和热痛觉阈值。SNI模型在SLR注射前7天(Day ?7)建立,然后在Day ?1(建模前1天/建模后1天)重新评估痛觉阈值。在第0天,将小鼠随机分组(每组n=5只),分别给予SLR(67 μg/kg, i.t.)或PBS。之后,在注射后2小时、4小时、8小时、12小时、24小时和48小时动态监测并记录机械性和热痛觉阈值。将小鼠轻轻引入实验环境,使其面向对面的墙壁,并将探索行为定义为鼻子接触物体且距离物体小于3厘米。在训练阶段,记录了小鼠对两个物体的探索时间,持续5分钟。12小时后,实验进入测试阶段,将物体B替换为新的物体C(大小相似但形状不同),然后测量物体A和物体C的探索时间。通过以下公式计算辨别指数来评估记忆识别能力:
辨别指数% = (TCA + TC) / (TA + TC) × 100%
其中TA代表物体A的探索时间,TC代表物体C的探索时间。

此外,在注射SLR(67 μg kg-1)15天后,处死小鼠。使用ELISA(Solarbio,SEKM-0098)检测血液中的IgG水平。通过RT-qPCR量化脊髓和大脑皮层中的Tnfa和Il1b表达。取出心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏和大脑等主要器官,进行拍照并与正常小鼠的器官进行比较,并进行H&E染色。同时,另一组小鼠(n = 8)在注射后30天被处死,收集血液以获取常规血液指标和血清生化数据。

2.19 统计分析
本研究的数据处理和图像分析使用Origin 2021、GraphPad Prism、Excel、Nano Measier 1.2、Avantage、Gwyddion和Image J软件完成。定量结果以平均值±标准差(mean ± SD)或平均值±均值标准误差(mean ± SEM)表示。使用Student's t检验比较两组数据,多组数据比较则采用Bonferroni事后检验。对于重复测量的行为实验,使用双向混合ANOVA后跟Tukey事后检验。统计学上显著的差异表示为p < 0.05(*),p < 0.01(**),p < 0.001(***),以及p < 0.05(#),p < 0.01(##),p < 0.001(###)。不显著的差异标记为“n.s.”

3 结果与讨论
3.1 SeCQDs的合成与表征
在制备SLR纳米颗粒之前,根据先前的报道,通过水热法合成了SeCQDs。使用透射电子显微镜(TEM)表征了合成SeCQDs的形态和大小。如图1A所示,SeCQDs呈均匀分布,平均直径为5.8纳米,原子力显微镜(AFM)测量结果也证实了这一点,其表面高度约为1–6纳米(图1B和C)。通过X射线光电子能谱(XPS)分析了SeCQDs的元素及其价态。根据结果(图1D),这些纳米复合材料含有C、N、O和Se元素,对应的XPS峰分别为C 1s、N 1s、O 1s、Se 3d。C 1s的高分辨率XPS谱(图S1)显示了284.8、286.2和287.9 eV的峰,分别对应C-C、C-O/C-Se/C-N和C=O键。高分辨率N 1s谱(图S2)显示了399.4和401.6 eV的两个峰,分别对应吡啶基-N和吡咯基-N。Se 3d谱(图1E)证实Se元素嵌入了纳米颗粒中。进一步测试了SeCQDs的紫外-可见光吸收光谱(图1F),发现290纳米和350纳米处有两个吸收峰,分别对应C-C键的π-π跃迁和C-O键或其他表面基团的n-π跃迁。最后,测试了SeCQDs的荧光特性(图S3),其荧光光谱显示主要激发和发射峰位于410和486纳米。所有这些结果证实了SeCQDs的成功合成。

3.2 SLR的合成与表征
随后,通过挤出法合成了SLR纳米颗粒。具体来说,将RA与1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-PEG、卵磷脂、胆固醇等脂质体成分混合。形成薄膜后,加入SeCQDs溶液,通过挤出法获得SLR纳米颗粒。使用TEM(图1G)观察发现,这些颗粒是分散有颗粒的圆形纳米囊泡,证明了SeCQDs成功包封在SLR纳米颗粒中。通过动态光散射(DLS)测量SLR颗粒的粒径约为111.1纳米(图1H),其ζ电位为-23.5 mV,略低于SeCQDs(图1I)。此外,通过高效液相色谱(HPLC)和电感耦合等离子体-光学发射光谱仪(ICP-OES)分别测定了RA和SeCQDs在SLR中的包封率。结果表明,RA的包封率约为22.2%,SeCQDs的包封率为70.7%,证实了SLR纳米颗粒的成功制备。随后在37°C的PBS溶液中使用HPLC评估了SLR中RA的体外释放曲线,如图S5所示,SLR表现出持续释放动力学,表明其具有作为长效药物递送系统的潜力。

3.3 SeCQDs和SLR的抗氧化特性
首先研究了SeCQDs的抗氧化特性。鉴于Se是GPx的核心成分,而GPx是一种通过氧化GSH生成GSSG来解毒H2O2的关键酶,因此首先检测了SeCQDs的GPx样活性。将此反应与谷胱甘肽还原酶结合,后者在消耗NADPH的同时再生GSH(图S6A)。通过实时监测NADPH在340纳米处的UV-Vis吸收变化来反映这些反应的动力学。如图S6B所示,所有成分存在的情况下NADPH浓度明显下降,且SeCQD浓度越高,还原作用越强。结果表明SeCQDs具有高效的GPx样酶活性,可清除过量H2O2。SOD是另一种重要的抗氧化酶,可催化O2•-的歧化反应。进一步利用NBT光还原反应研究了SeCQDs的SOD样活性(图S7A),由于O2•-在紫外照射下会还原NBT生成蓝色产物,因此颜色变浅表明SeCQDs有效清除了O2•-。此外,还研究了SeCQDs清除•OH的能力(图S8A),发现它们可以降解甲基蓝(MB),颜色变化表明其具有清除•OH的能力。结果(图S8B)显示SeCQDs具有浓度依赖性的•OH清除效果。

3.4 SLR的细胞毒性和内化作用
在研究SLR的治疗效果之前,首先测试了其细胞毒性。将SLR与不同浓度的BV2微胶质细胞和原代微胶质细胞共培养24小时,浓度范围从0到12 μg/mL。细胞计数试剂盒(CCK-8)检测显示,SLR在低于8 μg/mL的浓度下对BV2细胞无显著细胞毒性(图S9),在低于4 μg/mL的浓度下对原代微胶质细胞无显著细胞毒性(图3A)。相比之下,SeCQDs纳米颗粒和单独的RA表现出更高的细胞毒性(图S10和S11)。这些结果表明脂质体显著提高了SeCQDs纳米颗粒和RA的生物相容性。还评估了SLR对原代星形胶质细胞和神经系统中另一种主要细胞类型——神经元的细胞毒性,观察到的毒性与其对微胶质细胞的毒性相当(图S12)。此外,使用Cy5.5荧光染料标记SLR,通过荧光成像观察其在微胶质细胞中的内化情况(图3)。培养两小时后,在BV2细胞(图S13)和原代微胶质细胞(图3B)的细胞质中观察到Cy5.5信号,表明SLR成功被细胞内化。

3.5 SLR的氧化应激清除和抗炎作用
微胶质细胞被认为是疼痛感知的关键调节器。RNOS诱导的氧化应激会激活微胶质细胞,形成一个正反馈循环,导致活性微胶质细胞产生更多的RNOS(Lu等人,2021年)。SLR对细胞内RNOS水平的影响通过用叔丁基过氧化氢(t-BOOH)处理BV2和原代微胶质细胞来研究,有和没有SLR的情况下进行。使用2′,7′-二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)作为荧光探针量化RNOS浓度。共聚焦显微镜结果显示,SLR纳米颗粒能有效降低t-BOOH引起的RNOS水平(图3C、D和S14)。更重要的是,SLR的RNOS清除能力明显优于SeCQDs和单独的RA,表明其具有协同的抗氧化效果。

3.6 SLR在缓解微胶质炎症中的作用机制
基于上述结果,进一步探讨了SLR缓解微胶质炎症的机制。先前的研究指出MAPK/NF-κB信号通路是炎症和氧化应激之间的关键桥梁。RNOS会诱导凋亡信号调节激酶1,进而激活p38/MAPK通路,促进促炎细胞因子的表达(Yuan等人,2021年)。NF-κB信号通路还会加速这些介质的释放,从而维持微胶质细胞的持续活化(Chen等人,2021年;Liu等人,2017年)。鉴于SLR具有抗氧化和抗炎特性,我们假设它通过调节这两种信号通路来减轻小胶质细胞的神经炎症。为了验证这一假设,我们进行了Western blot分析,以评估在各种刺激下原代小胶质细胞中磷酸化p38(p-p38)和p65(p-p65)的表达情况。结果(图4A-C,图S16)表明,与未处理的对照组相比,LPS处理过的细胞中p-p38/p38和p-p65/p65的比率显著升高。然而,这种升高被SLR纳米粒子处理所抑制。此外,ERK和JNK也是MAPK通路中的重要蛋白激酶,而IκBα的磷酸化及其随后的降解对于NF-κB的激活至关重要。因此,我们检测了ERK、JNK和IκBα的磷酸化水平。结果表明,SLR处理也下调了LPS诱导的ERK、JNK和IκBα的磷酸化(图S17)。为了进一步确认p38 MAPK通路的作用,我们使用了anisomycin,这是一种典型的p38激活剂,也可以间接诱导NF-κB的激活。结果显示,与LPS+SLR组相比,anisomycin处理显著增加了p-p38/p38比率,有效地逆转了SLR介导的p38磷酸化抑制(图S18)。总的来说,这些发现表明SLR纳米粒子通过抑制MAPK/NF-κB信号通路的激活来减轻小胶质细胞的炎症。

鉴于SLR具有抗氧化和抗炎特性,我们假设它通过调节这两种信号通路来减轻小胶质细胞的神经炎症。为了验证这一假设,我们进行了Western blot分析,以评估在各种刺激下原代小胶质细胞中磷酸化p38(p-p38)和p65(p-p65)的表达情况。结果(图4A-C,图S16)表明,与未处理的对照组相比,LPS处理过的细胞中p-p38/p38和p-p65的比率显著升高。然而,这种升高被SLR纳米粒子处理所抑制。此外,ERK和JNK也是MAPK通路中的重要蛋白激酶,而IκBα的磷酸化及其随后的降解对于NF-κB的激活至关重要。因此,我们检测了ERK、JNK和IκBα的磷酸化水平。结果表明,SLR处理也下调了LPS诱导的ERK、JNK和IκBα的磷酸化(图S17)。为了进一步确认p38 MAPK通路的作用,我们使用了anisomycin,这是一种典型的p38激活剂,也可以间接诱导NF-κB的激活。结果显示,与LPS+SLR组相比,anisomycin处理显著增加了p-p38/p38比率,有效地逆转了SLR介导的p38磷酸化抑制(图S18)。总的来说,这些发现表明SLR纳米粒子通过抑制MAPK/NF-κB信号通路的激活来减轻小胶质细胞的炎症。

鉴于SLR具有抗氧化和抗炎特性,我们假设它通过调节这两种信号通路来减轻小胶质细胞的神经炎症。为了验证这一假设,我们进行了Western blot分析,以评估在各种刺激下原代小胶质细胞中磷酸化p38(p-p38)和p65(p-p65)的表达情况。结果(图4A-C,图S16)表明,与未处理的对照组相比,LPS处理过的细胞中p-p38/p38和p-p65的比率显著升高。然而,这种升高被SLR纳米粒子处理所抑制。此外,ERK和JNK也是MAPK通路中的重要蛋白激酶,而IκBα的磷酸化及其随后的降解对于NF-κB的激活至关重要。因此,我们检测了ERK、JNK和IκBα的磷酸化水平。结果表明,SLR处理也下调了LPS诱导的ERK、JNK和IκBα的磷酸化(图S17)。为了进一步确认p38 MAPK通路的作用,我们使用了anisomycin,这是一种典型的p38激活剂,也可以间接诱导NF-κB的激活。结果显示,与LPS+SLR组相比,anisomycin处理显著增加了p-p38/p38比率,有效地逆转了SLR介导的p38磷酸化抑制(图S18)。总的来说,这些发现表明SLR纳米粒子通过抑制MAPK/NF-κB信号通路的激活来减轻小胶质细胞的炎症。

基于上述结果,我们探讨了SLR在炎症性疼痛小鼠模型中的治疗效果。CFA引起的炎症性疼痛模型因其显著的痛觉和炎症特征而被广泛认可,我们在实验中使用了该模型来筛选抗炎镇痛活性。首先,我们检测了SLR在CFA引起的炎症性疼痛小鼠模型中的生物分布和清除情况。为了用荧光染料标记纳米粒子,我们使用DSPE-PEG-Cy5.5合成了SLR-Cy5.5纳米粒子。将SLR-Cy5.5纳米粒子通过鞘内和静脉注射到小鼠体内后,分别在不同时间点捕获了小鼠的荧光图像。结果显示,鞘内注射后,SLR纳米粒子在中枢神经系统中迅速且广泛分布,30分钟内扩散至整个脊髓并到达大脑。脊髓的信号逐渐减弱,而大脑的信号在大约2小时达到峰值后逐渐减弱(图5A)。相反,静脉注射导致SLR纳米粒子在肝脏和肾脏中大量积累,仅在大脑中检测到少量短暂信号(图S19)。这些发现证实,鞘内注射是将SLR纳米粒子输送到中枢神经系统的高效方式,而全身注射受到血脑屏障和网状内皮系统器官的快速清除限制。此外,纳米粒子在体内的逐渐代谢(图S20)表明其在体内的生物安全性良好。

SLR纳米粒子通过抑制MAPK/NF-κB信号通路的激活来缓解小胶质细胞的炎症。

SLR纳米粒子在缓解小胶质细胞炎症中的机制。(A) 不同处理组中p38和p65磷酸化水平的Western blot分析。定量分析了图A中的p-p38/p38 (B) 和 p-p65/p65 (C) 蛋白表达比率。所有数据均为平均值 ± 标准差;n = 4。统计显著性(*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001)通过单因素ANOVA后进行Bonferroni的事后检验来确定。

3.7. 在CFA诱导的炎症性疼痛小鼠模型中SLR的生物分布

受到上述结果的启发,我们探讨了SLR在炎症性疼痛小鼠模型中的治疗效果。CFA诱导的炎症性疼痛模型因其显著的痛觉和炎症特征而被广泛认可,我们使用该模型来筛选抗炎镇痛活性。首先,我们检测了SLR在CFA诱导的炎症性疼痛小鼠模型中的生物分布和清除情况。为了用荧光染料标记纳米粒子,我们使用DSPE-PEG-Cy5.5合成了SLR-Cy5.5纳米粒子。将SLR-Cy5.5纳米粒子通过鞘内和静脉注射到小鼠体内后,分别在不同时间点捕获了小鼠的荧光图像。结果显示,鞘内注射后,SLR纳米粒子在中枢神经系统中迅速且广泛分布,30分钟内扩散至整个脊髓并到达大脑。脊髓的信号逐渐减弱,而大脑的信号在大约2小时达到峰值后逐渐减弱(图5A)。相反,静脉注射导致SLR纳米粒子在肝脏和肾脏中大量积累,大脑中仅检测到少量短暂信号(图S19)。这些发现证实,鞘内注射是将SLR纳米粒子输送到中枢神经系统的高效方式,而全身注射受到血脑屏障和网状内皮系统器官的快速清除限制。此外,纳米粒子在体内的逐渐代谢(图S20)表明其在体内的生物安全性良好。

3.8. SLR对CFA诱导的炎症性疼痛小鼠模型的镇痛效果

随后,我们评估了SLR在CFA诱导的炎症性疼痛小鼠模型中的镇痛效果。实验按照示意图(图5B)进行。使用金标准von Frey丝和Hargreaves测试分别测量爪缩回阈值(PWT)和爪缩回潜伏期(PWL),以量化机械性痛觉过敏和热性痛觉过敏。值得注意的是,与PBS组相比,鞘内注射SLR纳米粒子后的小鼠具有相同的PWT和PWL(图S21),表明鞘内注射SLR不会干扰小鼠的运动协调能力。注射CFA三天后,小鼠的PWT和PWL显著降低(图5C和D),证实了疼痛模型的成功建立。然后我们使用鞘内注射来测试SLR及其成分对这些小鼠的影响。作为对照,通过腹腔注射给予布洛芬(30 mg/kg),这是一种标准的非甾体抗炎药(NSAID)。结果显示,SLR有效缓解了疼痛感知,其最佳效果出现在注射后4小时。这种镇痛效果持续时间较长,机械性痛觉过敏持续长达72小时,热性痛觉过敏持续48小时。相比之下,SeCQDs和RA组在2小时内显示出快速镇痛效果,但仅持续4小时。这种短暂的效果可能是由于它们的体积较小,导致快速分布和代谢。值得注意的是,尽管布洛芬提供了强效和即时的缓解,但其效果仅持续8小时。这些结果验证了SLR纳米粒子在炎症性疼痛上的长期镇痛效果,这归因于脂质体的缓释作用以及SeCQDs和RA的协同作用。

除了鞘内注射外,还使用了静脉注射和足底注射(i.pl.)来研究SLR纳米粒子的镇痛效果。结果显示,无论是静脉注射还是足底注射,纳米粒子的最强镇痛效果都出现在注射后4小时。然而,效果持续时间存在显著差异,静脉注射持续12小时,而足底注射仅持续4小时(图S22)。需要注意的是,尽管所有组的注射纳米粒子浓度相同,但由于注射体积不同(静脉注射150 μL,足底注射30 μL,鞘内注射10 μL),总剂量也不同。因此,尽管静脉注射的剂量最大,但其治疗效果却适中。这可能是由于纳米粒子在中枢神经系统中的积累较少,可能是由于血脑屏障和网状内皮系统器官的快速清除。这与我们关于SLR静脉注射后的生物分布数据相符。此外,足底注射效果较差可能是因为SLR纳米粒子的剂量不足以完全治疗足部炎症并抑制疼痛通路。所有结果表明,SLR纳米粒子在CFA诱导的炎症性疼痛小鼠模型中具有镇痛效果,但治疗效果高度依赖于注射方式,鞘内注射的效果最佳。

在确认SLR的镇痛效果后,我们进一步研究了其机制。首先,我们使用二氢乙锭(DHE)染色来检测小鼠脊髓L4-L6段的氧化应激水平。荧光显微镜结果(图6A和C)表明,CFA处理过的小鼠氧化应激水平显著升高,而鞘内注射SLR明显降低了氧化应激。这证实了我们的细胞发现,表明SLR有效消除了动物体内的RNOS。小胶质细胞的激活是脊髓炎症状态的关键指标。因此,我们进一步使用免疫荧光染色测量了脊髓段中IBA-1(小胶质细胞标记物)的表达水平。结果显示,CFA注射诱导了脊髓中小胶质细胞的激活,这与炎症性疼痛驱动胶质细胞增殖和随后的神经炎症的理解一致(图6B和D)。SLR处理显著减少了IBA-1阳性细胞的数量,表明激活的小胶质细胞恢复到了较少的炎症状态。随后,通过RT-qPCR量化了脊髓中促炎因子TNF-α和IL-1β的mRNA表达水平。图6E和F显示,SLR处理降低了CFA给药引起的Tnfa和Il1b水平升高。

基于此,我们进一步研究了MAPK/NF-κB通路在这过程中的状态。Western blot结果(图6G-I和S23)表明,CFA处理过的小鼠脊髓中p-p65/p65和p-p38/p38的比率显著升高,反映了通路的活性增加。重要的是,SLR处理显著降低了这种激活。此外,SLR处理还降低了CFA处理小鼠中ERK、JNK和IκBα的磷酸化(图S24)。此外,由于生物分布实验显示SLR纳米粒子在鞘内注射后能够到达大脑,我们研究了小鼠大脑皮层中的炎症状态及相关通路。结果(图S25和S26)表明,SLR纳米粒子也显著降低了CFA模型小鼠大脑皮层中Tnfa和Il1b水平的升高,以及p65和p38的磷酸化增强。所有上述结果表明,SLR通过逆转MAPK/NF-κB通路的磷酸化来缓解炎症性疼痛。这种作用进而减少了氧化应激,减轻了炎症,并抑制了小胶质细胞的激活。

3.10. SLR对神经病理性疼痛小鼠模型的影响以及SLR的生物安全性

除了炎症性疼痛外,神经病理性疼痛是另一种重要的慢性疼痛类型。为了评估SLR的治疗潜力,我们使用了CINP和SNI诱导的神经病理性疼痛模型这两种金标准实验范式。我们的结果表明,SLR在这两种模型中均表现出强大的镇痛效果(图S27和S28)。两种模型间效果差异可能源于炎症和氧化应激对其病理生理学贡献程度的不同。

最后,评估了SLR纳米粒子的生物安全性。在CFA小鼠模型中,所有处理组的小鼠体重保持稳定,与对照组没有显著差异(图7A)。为了评估潜在的神经毒性和认知影响,在鞘内给药15天后进行了开放场测试(OFT)和新物体识别(NOR)实验。在OFT过程中(图7B-E),SLR处理的小鼠在中心区域行进的总距离和停留时间与对照组相当,表明SLR没有损害运动能力或诱发类似焦虑的行为。同样,NOR测试(图S29)表明,各组的识别指数保持一致,表明SLR给药没有破坏探索行为或识别记忆。除了行为指标外,还检测了全身和局部的炎症标志物。血液中的IgG水平以及脊髓和大脑皮层中的Tnfa和Il1b表达与对照组没有显著差异(图S30)。主要器官的组织学分析进一步支持了这些发现。肉眼检查未发现形态异常(图7F),而H&E染色显示细胞结构良好,没有炎症浸润或病理变化的迹象(图7G)。为了评估长期毒性,在给药30天后分析了常规血液学和血清生化指标(图S31和S32)。这些生物标志物在测试组和对照组之间没有统计学显著差异。总体而言,这些结果表明SLR纳米粒子具有可接受的生物安全性,突显了其作为生物相容性镇痛剂的潜力。SLR纳米颗粒的体内生物安全评估。(A) 不同处理组的小鼠在15天内的体重增长曲线(所有数据为平均值±标准误;n=5)。(B) 典型运动轨迹,(C) 进入中心区域的情况,(D) 在中心区域停留的时间放大图,以及(E) 在中心区域移动的距离放大图,这些数据来自SLR处理后15天的开放场地测试,与正常对照组进行比较(所有数据为平均值±标准差;n=8)。统计显著性(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001)通过学生t检验确定。(F) SLR纳米颗粒腹腔注射后15天,小鼠心脏、肝脏、脾脏、肺和大脑的宏观形态与正常对照组进行比较。(G) 在注射后15天以及正常对照组中,对心脏、肝脏、脾脏、肺和大脑的石蜡包埋组织切片进行H&E染色。

4. 结论
总结来说,我们通过将SeCQDs和RA共同封装在脂质体框架内,成功开发出一种安全且长效的镇痛纳米药物(SLR)。这种独特的共同封装方式利用了SeCQDs和RA的协同作用,使SLR纳米颗粒能够有效清除RNOS并抑制促炎介质。通过调节MAPK/NF-κB信号通路,SLR纳米药物调控了促炎微环境,并保持了小胶质细胞的静息状态。关键的是,脂质体的缓释特性使得在CFA诱导的炎症疼痛模型中,镇痛效果可以持续长达72小时。我们的发现证实,这种持久的疼痛缓解效果是由于SLR纳米颗粒在腹腔注射后积聚在脊髓和大脑中,它们在那里中和了氧化应激并调节了炎症信号。此外,SLR还在CIPN和SNI诱导的神经病理性疼痛小鼠模型中表现出镇痛效果。这些结果突显了SLR纳米颗粒作为安全、缓释镇痛候选物的治疗潜力,具有临床转化治疗慢性疼痛综合征的潜力。

资助
本研究得到了国家自然科学基金(项目编号32401257和22207059)以及南通大学大型仪器开放基金(项目编号KFJN2407)的支持。

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张成峰:撰写、审稿与编辑;撰写初稿;方法学;研究。
薛子涵:撰写、审稿与编辑;撰写初稿;方法学;研究。
王静怡:方法学;研究。
李建华:方法学;研究。
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陈中平:撰写、审稿与编辑;监督;方法学。
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张艳:撰写、审稿与编辑;撰写初稿;监督;项目管理;方法学;研究。
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