神经肽的作用及神经肽纳米颗粒的研究进展

陈梦萦综述，展淑琴审校



神经肽的作用及神经肽纳米颗粒的研究进展

陈梦萦综述，展淑琴审校

血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)是血液与大脑之间由毛细血管内皮细胞构成的结构，对于保持大脑内环境的稳定性、保持中枢神经的正常生理功能具有决定性作用。但同时毛细血管连接紧密，大多数药物很难通过血脑屏障而进入中枢神经系统，一直是药物转运中难以跨越的障碍。因此如何克服血脑屏障，将药物输送到脑内，是药物传递系统需要解决的一个难题，也是纳米控释研究的一个主要方面。

1　神经肽在中枢神经系统的作用

神经肽是一类具有特殊生理功能的生物活性物质。在临床上可用于治疗一些非感染性疾病(精神分裂症、老年痴呆症等)，还可用于控制生物某些生理活动，例如控制生育(避孕、流产、动情和催产等)，更为引人注意的是某些神经肽影响生物的许多行为(饮水、摄食、交配、睡眠、学习和记忆等)。神经肽的研究已有一段的历史，50年代研究脑垂体所分泌的各种多肽激素;60年代研究的重点转移到由下丘脑所形成的许多激素释放因子和释放激素抑制因子;70年代发现脑啡肽及阿片肽，接着在众多的胃肠激素中又发现大部分活性肽亦存在于脑组织。

偏头痛是血管性头痛最常见的一种，近年来三叉神经血管反射假说认为某些因素激活了脑血管周围的三叉神经末梢，释放某些神经肽，如降钙素基因相关肽(calcitontingenerelat-edpeptide，CGRP)、内皮素、P物质等[1]，使脑血管过度扩张，血浆蛋白渗出，肥大细胞脱颗粒，从而产生神经源性炎症,这些伤害性刺激通过三叉神经传入到三叉神经核尾部，最终到达脑内产生头痛[2]。目前，治疗偏头痛最有效的药物仍是5-羟色胺受体激动剂(5-HT1)，如舒马曲坦、佐米曲坦等。CGRP的拮抗剂BIBN、内皮素受体拮抗剂Bosentan及P物质的拮抗剂RPR等，有望于在将来用于偏头痛的临床治疗。因此,进一步深入研究神经肽在偏头痛发病中的病理生理学作用对开发新的抗偏头痛药物是非常重要的。

癫痫是神经系统疾病中仅次于脑卒中的第2大常见病，目前许多研究发现神经肽Y (neuropeptide Y，NPY)与癫痫有着密切的关系，其在海马中表达最多[3]。大量研究均显示，通过促进NPY释放或给予外源性NPY及选择性NPY 受体激动剂，都能明显缓解各种癫痫的症状，减少痫样放电的频率、持续时间等，表明NPY具有明显的抗癫痫作用。因此，进一步研究 NPY 及其影响因素和调控机制，寻找特异性和靶向性强的目的基因和药物，对癫痫的治疗具有十分重要的意义。

神经肽B(neuropeptide B，NPB)是2002年被确定的G蛋白耦联受体7(GPR7)的内源性配体，是一个独特的氮末端色氨酸C-6被溴化的多肽。近年来发现其具有调节睡眠-觉醒的作用。NPB及GPR7 mRNA中到高程度的在视交叉上核表达，[125I]NPB在该处也有很强的信号，提示NPB及其受体GPR7可能参与生物节律的调节。Tanaka等人研究发现，NPB对摄食有双向调节作用且受CRF的影响，同时NPB还参与调节下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)皮质轴[4]。因此，对NPB及其受体的深入研究，有助于失眠和抗应激药物的开发，具有广泛的应用前景。

强啡肽(dynorphin，DYN)与中枢神经系统损伤后的继发性病理改变密切相关。目前,对强啡肽A(1-13)在缺血性脑损伤损伤中的病理作用研究较多。Zhan等研究表明大鼠脑缺血后缺血侧脑皮质的强啡肽A(1-13)表达逐渐减少而含水量逐渐增加[5]。强啡肽A是内源性阿片肽中对人体很重要的一类神经肽，在缺血性脑损伤的病理生理过程中发挥着重要作用，了解和熟悉其作用及作用机制具有重大的现实意义。

此外，还有一些神经肽与中枢神经系统关系同样密切。神经肽由于作用范围广、活性强、药用剂量小以及易合成等诸多优点而一直成为创新药物研发的热点。然而由于以下缺点却限制了神经肽的临床应用：(1)神经肽作为一种大分子物质，如何通过血脑屏障作用于中枢神经系统；(2)如何保持药物的稳定性，使之发挥较长时间的药理作用；(3)如何提高药物的靶向性，消除药物的副作用等。

2　纳米载药系统通过血脑屏障的机制

纳米载药颗粒是近年来研究的新型载药制剂，主要由脂类或多聚体分子等高分子物质组成的粒径在10～1000 nm的固态胶体粒子[6]。制备纳米载体主要用高分子材料，其中以可生物降解聚合物及天然大分子为主。根据材料性质、药物性质和用途及治疗要求的不同，制备纳米载药颗粒主要包括纳米沉降技术、分子组装法和乳液聚合法等，而其中以乳化和溶剂挥发法最常用[7]。

许多药物通过纳米载体可以被成功的运送到脑内，包括六肽达拉根、氯苯哌酰胺、筒箭毒碱和阿霉素。纳米载药系统通过血脑屏障的机制长久以来一直存在争议，最有可能的是通过血脑屏障毛细血管的内皮细胞的内吞作用，纳米载药颗粒依靠表面修饰的吐温80-PBCA被运送到脑内，而吐温80-PBCA是依靠吸附在血浆中的载脂蛋白E上，这些颗粒看起来就像LDL一样作用在它的受体上，指导它们被内皮细胞摄取，药物在内皮细胞分解并扩散入脑内，而紧密结构和P糖蛋白(P glucoprotein，Pgp)将会抑制它们进入脑内。或者在这些机制共同作用下使药物进入脑内[8]。

3　纳米颗粒在神经系统的应用

纳米载体的尺寸减小到纳米量级后，分子特性可发生很大改变，表现为表面效应和体积效应等[9]。纳米粒作为新型载体有很多优势：为非生物材料，无免疫原性和细胞毒性；有较高的基因转移效率，可获得靶基因的长期稳定表达；可保护药物或靶基因不受机体血浆或组织细胞中多种酶类和补体的破坏；改变药物的透膜能力；提高药物的生物利用度。因此，纳米粒在转运基因、运载多肽和蛋白类药物、输送免疫调节剂、抗肿瘤药、抗病毒药和输送抗原或疫苗等方面有着广泛的应用前景[10]。

3.1在抗肿瘤类药物中的应用抗肿瘤类药物一般具有较强的细胞毒性，对药物控制释放的要求更为严格。纳米粒膜材外连接亲水性高分子材料，使表面覆有亲水膜，从而使整个纳米粒系统表现出血液循环中的循环特征可避免被吞噬。将抗肿瘤药物包裹在纳米粒子中可延长药物在肿瘤内的存留时间，减慢肿瘤的生长。纳米粒对于治疗弥散性以及侵入性的脑肿瘤特别有帮助。静脉注射表面包被吐温80的载阿霉素的PBCA 纳米粒，可显著延长颅内接种胶质母细胞瘤细胞系101/8 大鼠的存活时间[11]。当载阿霉素PBCA纳米粒表面包被吐温80,对大鼠存活时间的延长最为显著，35%的大鼠存活时间超过180 d[12]。在纳米粒表面修饰肿瘤组织表达受体的特异性配体,可以提高纳米粒在肿瘤部位的富集。由于脑胶质瘤细胞表面过表达白介素-13(interleukin-13,IL-13)的受体A-蛋白,而正常脑细胞表面不表达该受体,因此采用人IL-13修饰脂质体，可以有效地促进脂质体与脑胶质瘤细胞结合[13]。IL- 13修饰的脂质体选择性靶向于肿瘤细胞,对于正常脑组织细胞没有影响，说明该给药系统用于治疗向外周浸润生长的脑胶质瘤具有可行性。

3.2在阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)中的应用AD是世界范围内最普遍的一种神经退行性疾病。病理学上观察,AD 患者脑组织中出现淀粉样蛋白(amyloid beta,AB)异常性聚集[14]。近几年，科学家致力于采用纳米技术用于诊断和治疗AD,促使药物能够特异性地靶向于脑部受损区域。大脑内的异常过渡金属离子的动态平衡长期以来被认为与AB聚集体形成有关[15]。因此,采用螯合剂中和过渡金属离子被认为是具有潜力的AD 治疗策略。但是，许多传统的螯合剂具有神经毒性,且难以透过BBB，从而限制其应用[16]。通过纳米载体递送螯合剂入脑不仅能够降低螯合剂的细胞毒性，更重要的是可将其靶向递送进入CNS。Cu()的螯合剂D-青霉胺通过二硫键共价连接于纳米粒，能够在还原体系中溶解铜-AB聚集物[17]。Liu等报道了采用羧基功能化的聚苯乙烯纳米粒连接铁离子螯合剂MAEHP，能够将螯合剂递送至神经元从而有效地抑制AB聚集，并降低了螯合剂的神经毒性[18]。

4　神经肽纳米颗粒在中枢神经系统应用的展望

已知的中枢神经纳米载药系统在恶性肿瘤治疗中的应用，在抗老年性痴呆中的应用，已显示出广阔的应用前景，为我们提供了非常广阔的研究空间。但有资料表明纳米粒对中枢神经系统亦有潜在的危险[19]，研究工作大多还处于体外和动物实验阶段，要使药物纳米控释系统成为临床常用剂型，还需大量实验予以证明。神经肽纳米颗粒的研究相对较少，Liu等由相位显示发现共轭PEG-PLA纳米颗粒的B6-NP可代替转铁蛋白，通过整个BBB治疗AD[20]。Aikaterinie等发现一种封装在壳聚糖两亲物纳米粒子，棕榈酯前体模型的药物亮氨酸脑啡肽，通过口服途径增加了大脑的药物水平67%，通过静脉途径增加50%[21]。

随着人们对BBB生物学性质的理解，对各种神经肽研究的不断深入，纳米载体新材料的合成，新的表面修饰剂的改进及药理基础工作的积累，神经肽纳米载药系统必将得到广泛开发应用。

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1003-2754(2016)04-0376-02

R741

综述

2016-02-01；

2016-03-29

国家自然科学基金项目(No.81070999)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(西安交通大学，No.xjj2014153，No.2009-95)；西安交通大学第二附属医院人才培养专项科研基金科技骨干项目[No.RC(GG)201109]

(西安交通大学第二附属医院神经内科，陕西 西安 710004)

展淑琴，E-mail：zhanshuqin@163.com