关键词：
动脉粥样硬化
β-环糊精
核酸递送
脂质清除
协同治疗
摘要：
动脉粥样硬化（AS）在心血管疾病发病（CVD）中扮演了重要角色,心肌梗死、中风等重大疾病都与其密切相关。现有的临床治疗方法,如手术和药物治疗,虽然是AS的主要治疗手段,但仍存在诸如术后复发、药物耐受性差等缺陷。因此,开发更安全有效的治疗策略便显得尤为重要。基因治疗因其良好的生物安全性和高度特异性,已广泛应用于生物医用领域。然而,基因在体内的高效表达离不开安全、高效的基因载体支持。与病毒载体相比,非病毒核酸递送载体具有更大的基因承载能力和优异的生物安全性等优势。与肿瘤的局部治疗不同,CVD由于血流的影响,导致其对核酸递送载体的体内循环时间要求更高,在核酸递送载体的构建中,多羟基的存在被认为可以提高递送系统生物体内循环时间。脂质被认为是动脉粥样硬化（AS）发生和发展的关键因素之一,抑制体内脂质堆积是治疗AS的重要策略。目前的治疗手段主要针对AS斑块内已积聚脂质的清除,但难以实现对脂质水平的持续性调控。因此,本课题的核心研究思路是构建一种能够同时实现现有脂质清除和持续抑制斑块内脂质堆积的核酸递送系统,以用于AS的治疗。β-环糊精（β-CD）是一种从淀粉中提取的天然多糖,具有丰富的羟基、良好的溶解性和优异的生物安全性。研究表明,β-CD对AS斑块中积聚的脂质具有显著的清除效果,这对于AS的治疗具有重要意义。通过β-CD的应用,不仅可以实现对AS斑块中现有脂质的有效清除,还可以将调控脂质堆积的目标基因递送至体内,从而达到脂质清除与持续调控的双向作用。这一策略有望在早期清除AS斑块的基础上,进一步抑制后续斑块的形成与发展。因此,本文旨在通过环糊精与治疗基因的协同作用,在清除斑块内现有脂质的同时,有效抑制新脂质的堆积,从而实现AS发生过程中的双向调控治疗目标。
在第二章中,研究以β-CD为基体,通过原子转移自由基聚合（ATRP）及功能开环设计,合成了一系列不同分子量、不同环糊精接枝比例的阳离子聚合物核酸递送载体CD-PGEAs和CD-PGEAs-CDs,并通过GPC和1H NMR核磁共振确定了所合成聚合物的分子量和结构,研究结果表明,这些核酸递送载体不仅对核酸具有良好的包封效果,还能够形成稳定的粒径并保持较高的电位分布。进一步的实验结果显示,所构建的核酸递送载体具有良好的血液相容性,证明了该系统具备优异的理化性质,具备用于体内治疗的潜力。
在第三章中,通过一系列体外和体内生物学性能评估进一步验证了核酸递送系统的治疗效果。在动脉粥样硬化病理环境中,硫酸乙酰肝素蛋白多糖2（HSPG2）会与脂质结合并促进脂质沉积,这对于动脉粥样硬化的治疗是不利的,增殖诱导配体（APRIL）是一种参与免疫作用的细胞因子,有研究表明,APRIL会与HSPG2结合,降低HSPG2与脂质的结合。通过调控APRIL的含量,有望阻断HSPG2与脂质作用,以此来抑制斑块内脂质的堆积以达到治疗动脉粥样硬化的目的。本章节工作中,首先使用人胚胎肾细胞（HEK 293）进行基因转染效率和细胞毒性测试,初步筛选出表现较好的材料。随后,使用小鼠血管平滑肌细胞（MOVAS）和巨噬细胞（RAW 264.7）对筛选的核酸递送载体进行了进一步的体外递送测试和炎症因子抑制测试,最终筛选出CD-PGEA2和CD-PGEA2-CD20%作为生物体内治疗评估的载体。与对照组相比,所筛选的载体能够有效将治疗基因p APRIL递送到生物体内并实现治疗效果。实验结果表明,CD-PGEA2-CD20%/p APRIL核酸递送系统表现出优于CD-PGEA2/p APRIL核酸递送系统的治疗效果,证明了通过接枝一定数量的环糊精分子,环糊精与基因的协同作用得到了有效实现。相关生物安全性测试结果表明,该载体具有良好的生物安全性。
综上所述,本文基于环糊精构建了不同分子量和接枝比例的多羟基阳离子核酸递送系统,并通过一系列实验筛选出性能优异的核酸递送载体。体内实验结果表明,该系统不仅能够利用环糊精有效清除斑块内的固有脂质,还能通过调控APRIL通路抑制新脂质的生成,从而实现对动脉粥样硬化的有效治疗。本研究为基因递送载体的构建提供了创新策略,同时也为脂质失衡相关疾病的治疗开辟了新的思路。
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