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听说了吗?与细胞凋亡相关的银屑病治疗又有新策略

作者:小科    发布日期:2021-12-06 09:00

 

银屑病是一种慢性T细胞介导的炎症性皮肤病,以角质细胞(KC)增生为特征。

甲氨蝶呤(MTX)具有抗增殖和免疫调节作用,是皮肤科广泛应用的化疗药物。口服MTX是治疗中重度银屑病的一线低成本疗法,但是,口服MTX产生的肝毒性和肾毒性限制了其应用。此外,银屑病是一种复杂的疾病,对MTX或其他单一疗法没有充分的反应。因此,研究者们希望开发出联合治疗策略,以优化银屑病的治疗结果。



2015年有研究表明,光动力疗法(PDT)在银屑病等浅表皮肤病的治疗中具有快速、无创、美容效果好等优点。基于5-氨基乙酰丙基戊酸(ALA)的PDT (ALA-PDT)已被美国食品和药物管理局批准。外源ALA能够在细胞内代谢为光敏剂原卟啉IX (PpIX),积累的PpIX在光照后产生活性氧(ROS),导致靶细胞凋亡、靶组织坏死。然而,ALA的亲水性阻碍其渗透到银屑病皮肤的厚角质层(SC),减弱ALA- PDT抗银屑病的效果。因此,提高PDT治疗银屑病的效率是非常有必要的。现在,PDT已与化疗或免疫治疗联合使用以提高疗效。利用MTX和ALA-PDT治疗银屑病的优势,将MTX和ALA-PDT联合使用是一种很有前途的方法。然而,同时使用MTX和ALA并提高其皮肤渗透性仍然是一个挑战。



2021年,有研究者以具有良好生物相容性和生物降解性的壳聚糖(CS)和透明质酸(HA)两种多糖为载体,制备了用于皮肤局部治疗的药物包封纳米载体。CS是一种阳离子多糖,可用作局部抗菌剂和渗透增强剂;HA是一种天然阴离子粘多糖,是皮肤细胞外基质的主要成分。基于HA的水凝胶已被广泛研究,以用于皮肤病的治疗。CD44是HA的受体之一,在银屑病皮肤细胞中高表达,提示CD44可以作为银屑病治疗的纳米载体药物潜在靶点。


最近,中山大学药学院的研究团队在Carbohydrate Polymers上发表了题为《Chitosan/hyaluronan nanogels co-delivering methotrexate and 5-aminole-vulinic acid: A combined chemo-photodynamic therapy for psoriasis》的文章。文章介绍了该团队制造了用于MTX和ALA同步传输的CS/HA 仿生纳米凝胶(MTX-ALA NGs),并将其用于体外和体内的渗透实验,对其同时递送MTX和ALA的效率进行了评估,以探索治疗银屑病的更高效的方法。



下面对其研究结果做简单介绍


1. MTX-ALA NGs的制备与表征

首先,研究者利用CS的正电荷与HA的负电荷之间的静电相互作用,使二者进行物理交联(自组装)。同时,利用交联剂TPP使NPs进一步致密化,形成穿插的聚合物网络。之后,研究者成功利用CS/HA NGs对MTX和ALA进行了封装,制备出MTX-ALA NGs。



MTX-ALA NGs的制备示意图


2. MTX-ALA NGs的皮肤渗透

研究者对MTX-ALA NGs的皮肤渗透能力进行测定。结果表明,MTX-ALA NGs实验组的PpIX水平显著高于MTX-ALA悬液组,证实了NGs的递送形式增强了ALA的局部吸收,且吸收的ALA能够有效转化为PpIX。另外,MTX-ALA NGs增强了MTX在皮肤中的渗透。


MTX-ALA悬液组与MTX-ALA NGs组PpIX的荧光强度的差异

 

3. MTX-ALA NGs细胞摄取和细胞PpIX的检测

研究者利用共聚焦激光扫描显微镜技术(CLSM)对MTX-ALA NGs的细胞摄取水平和细胞内PpIX的水平进行了检测。结果显示,MTX-ALA NGs的递送形式明显增强了细胞对MTX 和 ALA的摄取,且MTX-ALA NGs处理的细胞,其PpIX荧光强度明显强于ALA溶液或MTX-ALA悬液处理的细胞。



使用CLSM观察的细胞内PpIX转换(红色)


4. 细胞凋亡检测

究者用HaCaT细胞作为银屑病炎症细胞模型,并刺激其过度增殖。之后,研究者分别使用ALA、MTX-ALA悬液、MTX-ALA NGs与细胞共同孵育24h。孵育期间,三组细胞均给予4h的PDT处理。结果显示,MTX-ALA NGs+PDT对细胞增殖的抑制效果最佳,MTX-ALA悬液+PDT的效果其次,ALA+PDT的效果为三组中最弱。这与MTX-ALA NGs的递送形式增强了细胞对MTX和ALA的摄取能力有关。


之后,研究者利用流式细胞术检测了分别与MTX、ALA、MTX-ALA悬液、MTX-ALA NGs孵育后,HaCaT细胞凋亡率。结果显示,MTX-ALA NGs组的细胞凋亡率最高,表明MTX-ALA NGs在诱导过度增殖细胞的凋亡方面的效率最高。


综上所述,MTX-ALA NGs的药物递送形式既可以增强MTX、ALA对HaCaT细胞增殖的抑制效应,又可以促进HaCaT细胞的凋亡。

HaCaT细胞凋亡率检测


综上所述,该研究表明了CS-HA NGs能够同时装载MTX和ALA,促进二者在皮肤中的渗透,使二者更多地被细胞摄取。结合光动力学疗法,可增强MTX和ALA对角质细胞增殖的抑制效应,促进角质细胞凋亡。这些研究结果为银屑病的化学-光动力学联合疗法的开发提供了新策略。

 

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