负载姜黄素可注射微球延缓椎间盘的退变

作者：叶旭文; 顾勇; 陈亮

来源：中国组织工程研究, 2022, 1-8.

• 微流控技术
• 纳米粒
• 微球
• 冷冻干燥
• 姜黄素
• 椎间盘退变
• 甲基丙烯酸酐化明胶

背景：椎间盘退变机制复杂，炎症通路激活、炎症因子泛滥、活性氧过度积累等均可加速椎间盘退变进程。姜黄素是从中药材姜黄中提取的天然药物，具有抑制炎症、抗氧化应激等药理作用。目的：探讨负载姜黄素的缓释微球局部注射延缓大鼠椎间盘退变的疗效。方法：(1)采用微流控技术制备负载姜黄素的甲基丙烯酸酰化明胶缓释微球，评估其体外释药和降解情况；(2)将缓释微球与未载药微球分别与髓核细胞共培养，以单独培养的细胞为对照，将3组细胞分别培养于正常环境和氧化应激环境(加入H2O2)中，通过CCK-8、活/死染色实验评估细胞的活性与增殖情况，qRT-PCR实验检测相关因子的表达水平；(3)将30只SD大鼠随机分为正常组、退变组、未载药微球组、姜黄素组、缓释微球组，每组6只，在大鼠尾椎7-8和8-9节段经皮穿刺建立椎间盘退变模型，未载药微球组、姜黄素组、缓释微球组退变的椎间盘内注射对应的溶液。4周后，通过影像学与组织学观察椎间盘组织结构改变。结果与结论：(1)缓释微球可缓慢持续释放姜黄素，至28 d时释放姜黄素总量为(84.11±2.71)%；在含有胶原酶的PBS中，缓释微球质量逐渐减小，至第5周时消失。(2)CCK-8和活/死染色实验显示，在正常环境下，缓释微球不会影响髓核细胞的增殖活力；在氧化应激环境下，相比未载药微球，缓释微球可维持髓核细胞的增殖活力。qRT-PCR实验显示，相较于正常环境，氧化应激环境激活了髓核细胞中多种炎症因子mRNA的过量表达；在氧化应激环境下，相较于未载药微球组与对照组，缓释微球组肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素6及基质金属蛋白酶3的mRNA表达降低，Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的mRNA表达升高。(3)动物体内实验结果显示，未载药微球组4周后的影像学与组织学评估与退变组比较无明显差异；姜黄素组的椎间隙高度及MRI评分在第1周时较退变组和未载药微球组虽有一定程度改善，但在第4周时其影像学与组织学评估均不如缓释微球组。(4)结果表明，姜黄素缓释微球能够抑制H2O2诱导的髓核细胞凋亡、延缓椎间盘退变进程，其机制与抑制核因子κB通路、降低氧化应激水平有关。

• 单位
  苏州大学附属第一医院