1.1 设计 体外观察性实验,主要进行汉黄芩苷聚己内酯-聚乙二醇胶束制备与表征测试,干细胞提取与鉴定,干细胞与香豆素6和汉黄芩苷聚己内酯-聚乙二醇胶束共孵育。
1.2 时间及地点 实验于2019年10月至2021年10月在滨州医学院烟台校区人体解剖与组织胚胎学实验室完成。
1.3 材料 汉黄芩苷(成都曼斯特生物科技有限公司);PCL-PEG(相对分子质量为3 000,亲疏水段相对分子质量分别为2 000和1 000,上海士宇生物技术有限公司);香豆素6(Sigma公司);FITC anti-rat CD44、PE anti-rat CD45、APC anti-ratCD90(BioLegend公司);Anti-CD90、Anti-CD44、Anti-CD45(Bioss公司)。Mastersizer 3000激光粒度仪(英国马尔文仪器有限公司);JEOL2010透射电子显微镜(日本电子株式会社);Ultimate 3000高效液相色谱仪(美国Thermo Fisher公司);SHA-CA恒温水浴摇床(常州市伟嘉仪器制造有限公司);超净工作台(昆山市禄宏净化科技公司)。
实验动物:SD大鼠10只,6-8周龄,体质量240 g左右,雌雄各半,购自济南朋悦实验动物繁育有限公司,动物机构许可证号:SCXK(鲁)20190003,人工控制光照(12∶12光/暗周期),温度为(22±2) ℃,相对湿度为(55±10)%。所有实验方案已获得滨州医学院实验动物伦理委员会批准。实验过程遵循了国际兽医学编辑协会《关于动物伦理与福利的作者指南共识》和本地及国家法规。实验动物在麻醉下进行所有的手术,并尽一切努力最大限度地减少其疼痛、痛苦和死亡。
1.4 实验方法
1.4.1 汉黄芩苷PCL-PEG胶束的制备 采用透析法制备汉黄芩苷PCL-PEG胶束。分别称取5 mg汉黄芩苷与45 mg的PEG-PCL溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成有机相,逐滴滴加到去离子水中,搅拌一定时间,将混合溶液置于透析袋中,用去离子水透析12 h以上,完全除去N,N-二甲基甲酰胺,收集透析袋中的溶液,过0.22 μm的微孔滤膜除去未包载的汉黄芩苷。冷冻干燥后即得汉黄芩苷纳米胶束。同法制备香豆素6替换药物的荧光PCL-PEG胶束,用于进一步荧光定位研究。
1.4.2 丁达尔效应 将汉黄芩苷PCL-PEG胶束倒入小烧杯中,用激光笔从一侧照射,观察并拍照。
1.4.3 汉黄芩苷PCL-PEG胶束粒径分布、Zeta电势及透射电镜分析 室温条件下,以50倍蒸馏水溶解稀释汉黄芩苷PCL-PEG胶束溶液,加入石英皿中,通过马尔文激光粒度仪检测样品的粒径分布与Zeta 电位。将汉黄芩苷PCL-PEG胶束适量稀释后,吸取10 μL液体滴于碳膜的铜网上,干燥后通过透射电镜观测纳米粒形态。
1.4.4 高效液相色谱检测汉黄芩苷PCL-PEG胶束的包封率和载药量 将上述制备的汉黄芩苷PCL-PEG胶束冷冻干燥后,精密称取冻干样品质量20 mg,加入2 mL无水甲醇溶解,1.5×104 r/min高速离心,取上清液以适量流动相稀释并过滤后,取20 μL进样高效液相色谱,测定277 nm波长处吸收峰,利用汉黄芩苷标准曲线计算汉黄芩苷PCL-PEG胶束中药物包封率和载药量,其中包封率=纳米粒包裹汉黄芩苷药量/投入汉黄芩苷药物总量× 100%;载药量=纳米粒包裹汉黄芩苷药量/药物纳米粒总质量×100%。
1.4.5 测定汉黄芩苷PCL-PEG胶束的体外释放曲线 精密称取汉黄芩苷PCL-PEG冻干胶束(药物含量约2 mg),以1.5 mL PBS(pH 7.4)溶解;另称取0.3 mg汉黄芩苷粉末,水浴超声溶解于1.5 mL含1%吐温80的PBS。将以上药液分别加入到透析管中(截留分子质量为2 000 Da;容量2 mL),并将透析管放入37 ℃水浴摇床中含PBS的大离心管(振摇速率为100 r/min),开始计时为0。在设定的时间点(即0.5,1,1.5,2,4,6,8,12,16,20,24,36,48,60,72,84,96 h),取出大离心管,吸取200 μL透析出的外相溶液,并补充等体积PBS溶液。采用上述高效液相色谱方法检测各时间点样本中汉黄芩苷含量,计算汉黄芩苷PCL-PEG胶束的体外释药速率。
1.4.6 大鼠脂肪干细胞提取及培养 取10只SD大鼠,采用1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(40 mg/kg),剔除腹股沟区毛,乙醇浸泡15 min,取出腹股沟区脂肪,PBS洗3次,剪碎,1 000 r/min离心5 min,取上层脂肪,PBS清洗,加两三倍体积的0.1%Ⅰ型胶原酶,37 ℃消化1 h,加入等体积的含体积分数10%胎牛血清的DMEM/F12完全培养基终止消化,100 μm细胞筛过滤,离心,弃上层液体,70 μm细胞筛过滤,PBS洗2次,加入红细胞裂解液裂解2 min,加入PBS,离心,弃上清,含体积分数10%胎牛血清的DMEM/F12完全培养基重悬,40 μm细胞筛过滤,将细胞移入培养瓶中,12 h半量换液,48 h后全量换液,每3 d换1次液,细胞生长至90%时传代。
1.4.7 细胞形态观察 倒置显微镜观察细胞形态并拍照。
1.4.8 流式细胞术、免疫荧光、免疫组化鉴定 取第3代脂肪干细胞,PBS清洗,加入胰酶消化3 min,加入等体积的含体积分数10%胎牛血清的DMEM/F12完全培养基终止消化,离心,收集细胞沉淀,细胞计数,PBS重悬,取100 μL细胞悬液至流式管,加入CD90-APC、CD44-FITC、CD45-PE抗体,4 ℃避光孵育20 min,PBS清洗,上流式细胞仪检测。
取第3代脂肪干细胞,用40 g/L多聚甲醛固定20 min,羊血清封闭1 h,弃血清,加入CD44、CD45、CD90一抗,4 ℃孵育过夜,PBS清洗,加入荧光二抗孵育2 h,PBS清洗,DAPI孵育5 min,PBS清洗,加入抗荧光衰减封固剂,激光共聚焦显微镜拍片。
取第3代脂肪干细胞,用40 g/L多聚甲醛固定20 min,加入内源性过氧化物酶孵育10 min,PBS清洗,羊血清封闭1 h,弃血清,加入CD44、CD45、CD90一抗,4 ℃孵育过夜,PBS清洗,加入生物素标记山羊抗兔IgG孵育15 min,PBS清洗,加入辣根酶标记链霉卵白素工作液孵育15 min,PBS清洗,DAB显色5 min,加入水终止显色,加入苏木素染色 2 min,盐酸乙醇分化,流水返蓝,倒置显微镜拍片。
1.4.9 成脂诱导分化 取第3代脂肪干细胞,加入成脂诱导液(HG-DMEM,体积分数为15%胎牛血清,10 μmol/L胰岛素,0.5 mmol/L IBMX,200 μmol/L吲哚美辛,1 μmol/L地塞米松)进行诱导分化,诱导第14天进行油红O染色,倒置显微镜下拍片。
1.4.10 CCK-8检测细胞毒性 取生长融合至90%的脂肪干细胞,胰酶消化,离心,含体积分数10%胎牛血清的DMEM/F12完全培养基重悬,细胞计数,接种于96孔板,每孔5 000个细胞,培养过夜,分别给予10,50,100,200,300,400,500,1 000 mg/L PCL-PEG胶束培养48 h,每孔加10 μL CCK-8溶液,放入培养箱1 h,酶标仪检测450 nm波长处吸光度值。
1.4.11 脂肪干细胞携载PCL-PEG胶束的制备 用含香豆素6和汉黄芩苷的PCL-PEG胶束进行定位。分别将香豆素6,香豆素6和汉黄芩苷PCL-PEG胶束与脂肪干细胞共孵育30 min和1,2,4 h,激光共聚焦显微镜拍片。为了进一步观察胶束进入细胞的位置,分别将香豆素6,香豆素6 和汉黄芩苷PCL-PEG与脂肪干细胞共孵育30 min和1,2,4 h,线粒体探针孵育30 min,激光共聚焦显微镜拍片。
1.5 主要观察指标 ①汉黄芩苷PCL-PEG胶束表征及体外释放情况;②汉黄芩苷PCL-PEG胶束进入脂肪干细胞情况。