基于血小板膜的仿生纳米载体介导的去铁胺靶向递送可减轻脑内出血后的继发性神经损伤

《Biomaterials Advances》：Platelet membrane-based bionic nanocarrier-targeted delivery of desferrioxamine mitigates secondary neurological damage in intracerebral hemorrhage

脑出血（ICH）的继发性脑损伤治疗面临靶向递送和药物毒性难题，本研究开发血小板膜包裹的仿生纳米载体（PM-DFO）实现DFO精准递送，抑制铁依赖性氧化应激和炎症反应，减少血肿体积并改善神经功能。

　　本文探讨了一种针对脑内出血（ICH）治疗的新策略，即利用血小板膜包裹的仿生纳米载体——PM-DFO，以提高药物的靶向性和治疗效果。ICH是一种严重的急性中风亚型，具有较高的死亡率和致残率，其复杂的病理机制使得寻找有效的治疗手段成为迫切需求。现有的研究显示，ICH对个体健康构成重大威胁，因此，开发新型的治疗方案显得尤为重要。

DFO（去铁胺甲磺酸盐）作为一种已被美国食品药品监督管理局（FDA）批准的铁螯合剂，具有一定的神经保护作用。然而，其在临床应用中存在一些局限性，如半衰期较短、缺乏对出血部位的靶向性、血脑屏障（BBB）渗透性差以及剂量依赖性的毒性。这些问题严重制约了DFO的治疗效果，使其难以广泛应用于ICH的治疗。因此，有必要探索一种能够克服这些缺点的新型药物递送系统。

本文提出了一种基于血小板膜的仿生纳米载体，PM-DFO。该系统通过将DFO包裹在血小板膜中，实现了对ICH出血部位的靶向递送。血小板膜具有天然的免疫逃逸能力，这使得PM-DFO能够在体内长时间循环，避免被免疫系统快速清除。此外，血小板膜还具有特定的黏附蛋白，如GPIb-IX-V复合物和GPVI，这些蛋白能够识别并结合血管损伤部位暴露的胶原蛋白和von Willebrand因子（vWF），从而实现对出血部位的精准定位。

在体外实验中，PM-DFO被证实能够有效螯合游离铁离子，并抑制由Fenton反应产生的活性氧（ROS）的形成，同时减轻血红素对神经细胞的毒性作用。这些实验结果表明，PM-DFO在细胞水平上具有显著的抗氧化和神经保护作用。而在体内实验中，PM-DFO被证明能够靶向定位到ICH部位，减少血肿体积、铁沉积和脑水肿，改善神经功能，并降低神经炎症反应。这些发现进一步支持了PM-DFO在治疗ICH方面的潜力。

研究还指出，PM-DFO的开发不仅提高了DFO的靶向性和释放效率，还有效减少了游离DFO可能带来的系统性毒性。通过利用血小板膜的天然特性，该系统能够在体内实现更持久的药物释放，同时减少不必要的副作用。此外，PM-DFO还能够通过清除局部的游离铁离子，间接改善炎症微环境，从而减轻二次脑损伤，促进神经功能的恢复。

本文的研究结果为ICH的治疗提供了新的思路和方法。传统的药物递送方式往往难以有效靶向出血部位，而PM-DFO的出现则弥补了这一缺陷。该系统结合了血小板膜的免疫逃逸能力、靶向性以及DFO的铁螯合功能，为ICH的治疗开辟了新的途径。同时，该研究也为其他中枢神经系统（CNS）疾病提供了潜在的治疗策略，因为类似的靶向递送系统可能适用于多种神经退行性疾病和炎症性疾病。

从技术角度来看，PM-DFO的构建方法具有一定的创新性。通过膜共挤出法，将DFO包裹在血小板膜中，不仅保留了血小板膜的生物活性，还赋予了纳米载体新的功能。这种方法的优势在于，它能够模拟自然细胞的结构和功能，从而提高药物的生物相容性和靶向性。此外，血小板膜的使用还避免了传统纳米载体可能带来的免疫排斥反应，提高了药物在体内的稳定性和安全性。

在实验设计方面，本文采用了多种方法对PM-DFO的性能进行了评估。通过透射电子显微镜（TEM）观察，PM-DFO呈现出均匀分散的球形结构，平均直径约为200纳米。这一结果表明，纳米载体的制备过程是可控的，并且具有良好的物理稳定性。此外，通过动态光散射（DLS）技术测得的水动力直径显示，PM-DFO的尺寸比原始血小板膜有所减小，这可能有助于其在体内的扩散和靶向性。同时，PM-DFO的Zeta电位为-12.6±0.5 mV，与原始血小板膜相似，说明其表面电荷特性得到了保留，这对于维持纳米载体的稳定性以及促进其与靶向部位的相互作用具有重要意义。

在功能评估方面，本文通过一系列实验验证了PM-DFO的药理作用。体外实验显示，PM-DFO能够有效清除游离铁离子，并抑制ROS的生成，从而减轻神经细胞的损伤。此外，PM-DFO还表现出对血红素神经毒性的缓解作用，这可能与其清除铁离子的能力有关。在体内实验中，PM-DFO被证明能够显著减少ICH部位的血肿体积、铁沉积和脑水肿，同时改善神经功能和降低神经炎症反应。这些结果表明，PM-DFO不仅在细胞水平上具有良好的治疗效果，而且在动物模型中也表现出显著的临床前潜力。

研究还提到，Nrf-2信号通路在对抗氧化应激中发挥着关键作用。在ICH过程中，ROS的过度产生会导致细胞膜、蛋白质和DNA的损伤，从而引发神经细胞的死亡和组织的破坏。DFO能够通过激活Nrf-2信号通路，增强HO-1（血红素加氧酶-1）的表达，进而提高抗氧化能力。然而，由于DFO的半衰期较短，其在体内的作用时间有限，无法充分发挥其药理作用。因此，通过将DFO封装在血小板膜中，不仅延长了其在体内的循环时间，还提高了其在出血部位的靶向性，从而增强了其治疗效果。

从临床应用的角度来看，PM-DFO的开发为ICH的治疗提供了新的可能性。传统的治疗手段往往依赖于药物的全身分布，而PM-DFO的靶向性则使得药物能够更精准地作用于出血部位，减少对健康组织的损害。此外，该系统还具有一定的止血功能，这可能与其保留的血小板膜的促凝血和止血特性有关。因此，PM-DFO不仅能够清除游离铁离子，减少ROS的生成，还可能通过其止血功能，进一步减轻ICH引起的组织损伤。

在研究过程中，作者还对PM-DFO的制备方法和性能进行了详细描述。通过膜共挤出法，将DFO包裹在血小板膜中，形成了一种稳定的纳米载体。这种方法不仅保留了血小板膜的生物活性，还提高了药物的封装效率和释放可控性。此外，作者还通过多种实验手段，如细胞毒性实验、ROS检测、抗氧化酶活性测定等，验证了PM-DFO的药理作用。这些实验不仅提供了PM-DFO在体外的有效性证据，也为其在体内的治疗潜力奠定了基础。

研究还提到，PM-DFO的开发为未来临床研究提供了新的方向。传统的ICH治疗手段主要依赖于药物的全身分布，而PM-DFO的靶向性则使得药物能够更精准地作用于出血部位，提高治疗效果并减少副作用。此外，该系统还具有一定的免疫逃逸能力，这使得其能够在体内长时间循环，避免被免疫系统快速清除。这些特性使得PM-DFO成为一种有潜力的纳米药物递送系统，为ICH的治疗提供了新的思路。

本文的研究结果表明，PM-DFO在治疗ICH方面具有显著的优势。它不仅能够有效清除游离铁离子，减少ROS的生成，还能够通过其靶向性和免疫逃逸能力，提高药物在体内的稳定性和治疗效果。这些发现为ICH的治疗提供了新的方法，并为其他CNS疾病的治疗策略提供了借鉴。未来的研究可以进一步探索PM-DFO在不同ICH模型中的应用效果，以及其在临床转化中的可行性。

此外，本文还讨论了PM-DFO在治疗ICH中的潜在机制。通过清除游离铁离子，PM-DFO能够有效抑制Fenton反应的发生，从而减少ROS的生成。ROS的积累是导致二次脑损伤的重要因素，因此，减少ROS的水平对于保护神经细胞具有重要意义。同时，PM-DFO还能够通过激活Nrf-2信号通路，提高抗氧化酶的活性，如HO-1、CAT和SOD，从而增强机体的抗氧化能力。这些机制共同作用，有助于减轻ICH引起的神经损伤，并促进神经功能的恢复。

在实验设计方面，作者还考虑了多种因素，如药物的浓度、作用时间以及对不同组织的影响。这些实验不仅验证了PM-DFO的药理作用，还评估了其在不同条件下的稳定性和有效性。通过这些实验，作者能够全面了解PM-DFO的性能，并为其在临床应用中的优化提供依据。

综上所述，本文的研究为ICH的治疗提供了一种新的策略，即利用血小板膜包裹的DFO纳米载体。该系统不仅提高了DFO的靶向性和释放效率，还有效减少了游离DFO可能带来的系统性毒性。此外，PM-DFO还能够通过清除游离铁离子和抑制ROS的生成，减轻二次脑损伤，促进神经功能的恢复。这些发现为ICH的治疗提供了新的思路，并为其他CNS疾病的治疗策略提供了参考。未来的研究可以进一步探索PM-DFO在不同ICH模型中的应用效果，并推动其在临床中的转化。