在分子动力学模拟指导下自组装构建可同时递释氢气的中药复方组分双重响应内耳给药系统及防治噪声性聋的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81773917
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3206.中药制剂
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In the treatment of Noise-induced hearing loss (NIHL), how to achieve selective distribution at the pathogenic site and targeted release of traditional Chinese medicine (TCM) in order to improve the efficacy and minimize the side effects, has become an urgent problem to be solved. There exists an increase of reactive oxygen species (ROS) accompanying low pH in the inner ear while NIHL attacks. Hydrogen can alleviate NIHL as a therapeutic agent with unique advantage. Therefore, on the basis of the pathological characteristics as well as our previous findings, we will perform an innovative study on self-assembled dual-responsive inner ear drug delivery system loaded with compound components of TCM formulae simultaneously delivering hydrogen through the intermolecular weak interaction under the guidance of molecular dynamics simulation. Calcium carbonate and chitosan coordinated with iron ions will be applied to fabricate pH-responsive core and ROS-responsive shell of the nanoparticles (NPs), respectively. Acting as TCM partner, salviae miltiorrhizae and panax notoginseng are going to be employed as model drugs and their hydrophobic and hydrophilic components including tanshinone IIA and panax notoginseng saponins will be loaded in the NPs. Nano-calcium hydride will be encapsulated into mPEG-PLGA so as to achieve slow and steady hydrogen. The composite nano-drug delivery system could not only exert TCM-hydrogen synergistic therapeutic effects, but also automatically release compound components at the pathogenic site of the inner ear. We will variously examine intelligent response mechanism, hydrogen sustained-release behavior, in vivo/in vitro transporting and distributing law, biocompatibility and pharmacodynamics by means of in vitro and in vivo experiments with the cell, organism and animal level. The experimental results would demonstrate the potential of the formulated nanoparticulate drug delivery system served as TCM multicomponent delivery carrier via inner ear administration. In summary, this study will help to supply scientific information for developing design theory and methods of TCM compound prescription.
在噪声性聋的防治中,如何实现中药在病灶部位有针对性地释药,尽量提高疗效、减少毒副作用,已成为一个亟待解决的关键问题。本项目在前期研究基础上,基于噪声性聋病发时活性氧水平增加和伴随的低pH病理特点以及氢气的独特优势和作用,以分子动力学模拟为理论指导,利用分子间弱相互作用自组装构建可同时递释氢气的中药复方组分双重响应内耳给药系统。该系统分别以碳酸钙、配位铁离子的壳聚糖为pH响应内核和氧化响应外壳并同时包载药对丹参-三七脂溶性和水溶性组分,将纳米氢化钙包裹于mPEG-PLGA缓慢持续性地释放氢气,不仅能发挥中药与氢气的协同治疗作用,而且药物可在病灶部位实现自动调节释放。项目通过体外与体内试验,在细胞、组织和整体动物水平上多层次考察该给药系统的智能响应释药机理、缓释氢气特点、体内外转运分布机制、生物相容性及药效学规律,探讨其作为中药复方组分内耳给药载体的潜力,为中药制剂的设计理论和方法提供参考。

结项摘要

耳聋(听力损失)在国内外都是常见病,全球五分之一人口即15亿人存在不同程度的听力损失,其中超过4亿人患有残疾性听力损失。感音神经性聋包括噪声性聋、药源性聋、老年性聋等,其中噪声性聋是由外界噪声诱发,以耳蜗毛细胞损伤为主要机制的进行性感音神经性聋。血迷路屏障(血内耳屏障)严重阻碍了全身用药时中药药效成分进入内耳,极大限制了中药对耳聋的治疗效果。尽管临床应用可避开血迷路屏障的内耳局部给药越来越受到重视,但如何实现中药有效组分在耳蜗病灶部位的靶向输送及智能化释药,减少在体内其他部位的分布与作用,从而在修复听力损失的同时又能降低毒副作用,是亟待解决的一个重要难题。基于耳聋病发时活性氧水平增加和伴随的低pH病理特点,本项目引入现代医学理论和制剂新技术,以分子动力学模拟为理论指导,构建环境响应性的新型内耳给药系统,以实现体内定位递送与智能释药一体化。“质量源于设计”,本项目从剂型角度深入研究,构建了可负载氢气、具pH/氧化响应功能等一系列递药系统,并进行了结构表征与体外性质考察,通过耳蜗毛细胞模型、斑马鱼模型、在体圆窗膜模型和豚鼠体内实验全面研究递药系统的体内外转运行为。制得的递药系统具有双重响应性能,局部给药后能以完整形态穿过圆窗膜递送至耳蜗并被毛细胞摄取;透膜机制主要是以网格蛋白、小窝蛋白介导等多种内吞方式进入圆窗膜,然后胞吐排出到内耳外淋巴;而且其毒性低,对毛细胞、斑马鱼、内耳组织的生物相容性良好。在此基础上,进一步设计和制备了可递释氢气与丹参、三七有效组分的双重响应等纳米递药系统,考察了递药系统体外性质及经内耳局部给药的转运分布特征和疗效,结果显示纳米载体可有效携载中药多组分至耳蜗,提高了局部生物利用度,延长了体内滞留时间,并能有效防治听力损失。综上,本项目的研究结果不仅为内耳局部给药系统的设计提供理论指导,也为中药复方内耳局部制剂的研发提供技术支撑,具有较高的学术价值和应用前景。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
核壳型聚乳酸-羟基乙酸共聚物磁性纳米系统用于中药复方多组分的时空递释
  • DOI:
    10.16438/j.0513-4870.2018-0333
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    药学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章越;丁陈陈;温露;陈钢
  • 通讯作者:
    陈钢
Design, Synthesis, and Biological Evaluation of Dexamethasone-Salvianolic Acid B Conjugates and Nanodrug Delivery against Cisplatin-Induced Hearing Loss
地塞米松-丹酚酸 B 缀合物的设计、合成和生物学评价以及针对顺铂引起的听力损失的纳米药物递送
  • DOI:
    10.1021/acs.jmedchem.0c01916
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    J Med Chem
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ruiqin Ye;Lifang Sun;Jinghui Peng;Aixin Wu;Xiaozhu Chen;Lu Wen;Chuan Bai;Gang Chen
  • 通讯作者:
    Gang Chen
防治内耳疾病药物的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国新药杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴艾欣;叶瑞琴;温露;陈钢
  • 通讯作者:
    陈钢
一种二维C3N4纳米片用于水溶性药物丹酚酸B的高负载及缓释作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    药学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁咏诗;丁陈陈;罗培;张志锋;温露;陈钢
  • 通讯作者:
    陈钢
低分子量鱼精蛋白修饰的PLGA纳米粒应用于内耳毛细胞递送的分布特性考察
  • DOI:
    10.16809/j.cnki.2096-3653.2020122904
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    广东药科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    詹宏青;孙丽芳;谢石宝;温露;陈钢
  • 通讯作者:
    陈钢

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其他文献

从《内经》“有故无殒”思想看中药毒性研究
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  • 通讯作者:
    徐薇
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    陈钢
锶离子R-M跃迁激光和复合激光的
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  • 期刊:
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  • 作者:
    潘佰良*;陈坤;陈钢;姚志欣
  • 通讯作者:
    姚志欣
空间机械臂末端力/位容错过程中关节参数突变抑制
  • DOI:
    10.5220/0007832100690079
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈钢;李彤;贾庆轩;孙汉旭;张健
  • 通讯作者:
    张健
Enhanced Photovoltaic Performance of CdS Quantum Dot-Sensitized Solar Cells Using 4-Tertbutylbenzoic Acid as Self-Assembled Monolayer on ZnO Photoanode
使用 4-叔丁基苯甲酸作为 ZnO 光阳极上自组装单层膜增强 CdS 量子点敏化太阳能电池的光伏性能
  • DOI:
    10.1177/0020764015607550
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Physica Status Solidi A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙云飞;陈钢;邓洪波;杨丽丽;刘春玲;隋瑛锐;吕世权;魏茂彬;杨景海
  • 通讯作者:
    杨景海

其他文献

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陈钢的其他基金

基于活性氧响应与内耳前庭靶向的中药多成分智能化纳米递药系统及其用于梅尼埃病治疗
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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