內毒素血癥是現代臨床醫學中所面臨的一個常見而復雜的難題。其發病機制一般為病灶部位的革蘭氏陰性菌被殺滅或凋亡后,細胞壁上的內毒素被釋放出來進入血液系統而引發機體炎癥反應和微循環障礙等一系列癥狀。細菌內毒素的分子結構為脂多糖(lipopolysaccharide,LPS),其結構的穩定性使得常規除菌方法無法去除內毒素,目前針對內毒素血癥的治療大多集中在改善或對抗內毒素所引起的炎癥反應,微循環障礙等的對癥治療。內毒素致病作用的分子機制一般被認為是LPS與機體內巨噬細胞或單核細胞等免疫細胞表面的LPS受體蛋白結合,刺激免疫細胞的炎癥反應通道,繼而產生大量的炎癥因子,在大量的LPS刺激下,機體爆發“瀑布式”的炎癥反應綜合癥,導致一系列的臨床癥狀。針對這一機制,本實驗設計通過提取巨噬細胞膜,將其包裹在Fe_3O_4納米粒子表面,形成一種核-殼型的生物仿生型納米載藥系統Fe_3O_4@MMs,由于繼承了巨噬細胞膜的表面性質,Fe_3O_4@MMs可以在體內外特異性地結合LPS分子,使LPS分子失去毒性作用,從而清除LPS分子。此外Fe_3O_4作為提供穩定性的基質外還可以適用于磁靶向治療。最后,在Fe_3O_4@MMs對LPS分子清除作用的基礎上,我們將抗炎藥物穿心蓮內酯(andrographolide,AD)負載于細胞膜疏水層中,構成Fe_3O_4@MMs@AD載藥系統。當載藥系統清除LPS時,由于LPS對膜層的插膜作用,使得藥物快速釋放出來,達到聯合治療內毒素所致炎癥的目的。第二章,采用水熱法制備正電荷的Fe_3O_4,差速離心法提取巨噬細胞膜,利用靜電作用促進Fe_3O_4與細胞膜的融合,且通過脂質體擠出儀共擠出制備Fe_3O_4@MMs。并通過負載游離AD構建了Fe_3O_4@MMs@AD載藥系統。電鏡和粒徑表征顯示膜包被的納米載藥系統Fe_3O_4@MMs的構建成功,具有明顯的核-殼型結構,粒徑大小約為110 nm,表面電位與細胞膜電位相同,為-18 mV左右。AD的負載考察顯示,投藥量為10%、反應溫度為37℃時,AD包封率和載藥量最大,分別為84%和7.2%。體外釋放研究表明當LPS存在時,可促進藥物的快速定位釋放。第三章,通過體外實驗來驗證納米載藥系統的生物安全性和藥效作用。體外細胞毒性實驗顯示Fe_3O_4@MMs載體無細胞毒性,具有良好的生物相容性。體外吸附實驗結果表明,在37℃下反應90 min,Fe_3O_4@MMs能有效降低溶液體系中的LPS濃度。通過細胞實驗驗證了游離AD、Fe_3O_4@MMs載體以及Fe_3O_4@MMs@AD聯合治療對LPS的解毒作用。細胞實驗結果顯示Fe_3O_4@MMs能有效抑制LPS所致細胞死亡率,減少細胞內活性氧(reactive oxygen species,ROS)的產生,且Fe_3O_4@MMs@AD聯合治療效果更顯著。第四章,構建內毒素血癥小鼠模型,確定LPS的注射劑量。動物實驗結果顯示,通過Fe_3O_4@MMs@AD的治療,內毒素小鼠血清炎癥因子白介素6(interleukin 6,IL-6)和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)等水平能有效降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)濃度接近正常水平,體內實驗表明Fe_3O_4@MMs@AD聯合治療組的治療效果要優于AD和Fe_3O_4@MMs單獨治療。組織分布研究表明Fe_3O_4@MMs主要富集于肝、肺組織。肝、肺組織切片結果表明Fe_3O_4@MMs@AD組小鼠的組織損傷明顯好轉。且小鼠死亡率能有效降低。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R459.7
【部分圖文】：

素的研究進展內毒素概述素（endotoxin）是革蘭氏陰性菌細胞壁最外層的一種脂ysaccharide，LPS） ，是由 O-特異性多糖鏈、核心多糖和類脂部分所組成，其分子結構如圖 1.1 所示。其中多糖類成分會隨類的不同而有所差異，但在所有的細菌類毒素中，類脂 A 在不變，是內毒素的毒性活性中心和生物功能區[2]。內毒素分子有在細菌死亡或者人工破壞細菌細胞結構時才會釋放出來。微入機體即會產生高熱、寒冷、炎性反應、白細胞減少、低血壓血以及致死性休克等癥狀。在臨床上,由革蘭氏陰性菌感染所一直以來是醫學界和生物學家們所面臨的一大難題[3]。

負載穿心蓮內酯的生物偽裝磁性納米載體用于內毒素血癥治療的研究外科手術、燒傷、爆發性肝炎等多種應激情況下，腸粘膜屏障功能受損膜缺血、萎縮、破損、脫落等。而腸道作為最大的細菌及內毒素儲存庫障礙將導致大量細菌或內毒素移位進入體循環[14]（見圖 1.2），內毒素包括：①經門靜脈、肝臟進入體循環；②穿過腸粘膜屏障進入腹腔進而血循環；③經腸道淋巴管直接進入淋巴系統。由腸道、呼吸道內革蘭氏的內毒素移位進入體循環所引起的內毒素血癥，稱為內源性內毒素血癥創傷、燒傷創面等外傷感染以及輸入被內毒素污染的液體制品進入體循致的內毒素血癥，稱為外源性內毒素血癥。

圖 1.3 紅細胞膜“納米海綿”示意圖Fig.1.3 Diagram of erythrocyte membrane “nanosponge”納米海綿技術可以通過與其他生物醫學平臺的集成而得到進一步的改進。在Janus 微粒或合成馬達上包裹紅細胞膜，可以改善誘餌膜與 PFT 之間的相互作用，這對于血液或體液內的生物解毒有很大的作用[63][64]。反之，紅細胞膜納米粒子包封于水凝膠中可以將解毒顆粒定位到細菌聚集區和毒素釋放區域，例如定位在MRSA 引起的皮膚損傷附近。改進后的納米多孔膜的定位和緩釋性能可以協同作用，提高抗菌效果[65]。紅細胞膜的外毒素吸收特性在多種抗生素聯合應用系統中也有一定的應用價值。紅細胞膜包裹的明膠顆粒被用于吸收六種不同細菌釋放的不同類型的外毒素，大大減少了多種情況下的溶血。在保護了體內的健康紅細胞之后，納米粒子在明膠酶陽性細菌的存在下降解，并釋放負載的萬古霉素殺死細菌[66]。
【參考文獻】

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本文編號：2874199