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血脑屏障
19世纪末,保罗·奥利克(Dr.PaulEhrlich)在一个实验中发现了这个屏障。
奥利克当时是位微生物学家,他当时正研究染色技术,目的在于使微形生物结构能被看见。
这些染色剂中,尤其苯胺在当时,常被使用。
当将苯胺注入生物体内的时候,这个生物的所有器官都会被染,唯独脑细胞没有被染。
当时,奥利克将此现象归咎为脑细胞没有吸收足够的染色剂。
若干年后,奥利克的学生,EdwinGoldmann将苯胺直接注入脊髓中,这时脑细胞被染了,但是身体其他地方却没有被染。
这个现象,明显展现出脑和身体其他组织有一层屏障,当时由于找不到“屏障”,因此血管被认为是那层屏障。
直到1960年代,扫描式电子显微镜被用于医学研究的时候,这层神秘的屏障才被发现。
一纳米中药的特点
1.1 原药纳米化后呈现新的药效或增强原有疗效中药被制成粒径0.1~100nm大小,其物理、化学、生物学特性可能发生深刻的变化,使活性增强和/或产生新的药效。
如灵芝通过纳米级处理,可将孢子破壁,并采用超临界流体萃取技术萃取出灵芝孢子的脂质活性物质,从而增强抗肿瘤的功效。
1.2 改善难溶性药物的口服吸收
在表面活性剂、水等存在下,直接将药物粉碎成纳米混悬剂,增加了药物溶解度,适于口服、注射等途径给药,以提高生物利用度。
1.3 增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性
纳米粒能够穿透大粒子难以进入的器官组织、血脑屏障及生物膜。
如阿霉素α聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒(NADM)可以改变阿霉素的体内分布特征,对肝、脾表现出明显的靶向性,而血、心、肺、肾中的药物分布则减少。
1.4 靶向作用
徐碧辉教授等在研究中发现,一味普通的中药牛黄,加工到纳米级水平后,其理化性质和疗效会发生惊人的变化,甚至可以治疗某些疑难杂症,并具有极强的靶向作用。
1.5 使药物达到缓释、控释
借助高分子纳米粒作载体等技术手段,可实现药物的缓释、控释。
如雷公藤乙酸乙酯提取物固体纳米脂质粒有良好的缓释、控释功能。
2 纳米中药的制备技术及其进展[3]
纳米中药的制备是研究纳米中药最基础的,也是最重要的问题。
将纳米技术引入中药的研究,必须考虑中药组方的多样性、成分的复杂性,例如中药单味药可分为矿物质、植类药、动物药和菌物药等,中药的有效部位和有效成分又包括无机化合物和有机化合物、水溶性成分和脂溶性成分等,因此,针对不同的药物,在进行纳米化时必须采用不同的技术路线。
此外,还必需考虑中药的剂型。
纳米中药与中药新制剂关系十分密切,如何在中医理论的指导下进行纳米中药新制剂的研究,将中药制成高效、速效、长效、剂量小、低毒、服用方便的现代化制剂,也是进行中药纳米化所必须考虑的问题。
纳米中药是针对中药的有效成分或有效部位进行纳米技术加工处理,开发中药的新功效。
聚合物纳米粒可作为药物纳米粒子和药物纳米载体。
药物纳米载体系指溶解或分散有药物的各种纳米粒,药物纳米载体包括纳米脂质体、固体脂质纳米粒以及纳米囊和纳米球。
而对于不同类型的纳米中药,有不同的制备方法。
2.1 药物纳米粒子的制备
药物纳米粒子的制备是针对组成中药方剂的单味药的有效部位或有效成分进行纳米技术加工处理。
在进行纳米中药粒子的加工时,必须考虑中药处方的多样性、中药成份的复杂性。
纳米超微化技术[4],是改进某些药物的难溶性或保护某些药物的特殊活性,适用于不宜工业化提取的某些中药。
如矿物药、贵重药、有毒中药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物。
目前比较常用的是超微粉碎技术。
所谓超微粉碎是指利用机械或流体动力的途径将物质颗粒粉碎至粒径小于10μm的过程。
根据破坏物质分子间内聚力的方式不同,目前的超微粉碎设备可分为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机。
机械粉碎法[5]是利用机械力的作用来实现粉碎目的。
边可君等采用自主开发的温度可控(-30~-50℃)的惰性气氛高能球磨装置系统制备纳米石决明。
将石决明置于配有深冷外套的惰性气氛球磨罐中,同时装入磨球,磨球与石决明粉比保持在15:
1~5:
1范围,控制高能球磨机的转速(200~400r/min)和时间(2~60h),获得了平均粒度不大于100nm的石决明粉末。
气流粉碎法[6]是以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作用为颗粒的载体。
颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用,从而达到粉碎的目的。
与普通机械冲击式超微粉碎机相比,气流粉碎产品粉碎更细,粒度分布范围更窄。
同时气体在喷嘴处膨胀降温,粉碎过程中不会产生很大的热量。
所以粉碎温升很低。
这一特性对于低融点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。
世界上首项将纳米技术应用于中药加工领域的纳米级中药微胶囊生产技术,是通过对植物生理活性成分和有效部位进行提取。
并用超音速干燥技术制成纳米级包囊。
利用这项技术生产出的甘草粉体和绞股蓝粉体。
经西安交通大学材料科学工程学院金属材料强度国家重点实验室和第四军医大学基础部药物化学研究室鉴定,均达到了纳米级。
其中甘草微胶囊微粒平均粒径为19nm。
这样的纳米粒可跨越血脑障碍,实现脑位靶向[6]。
中药纳米超微化技术既丰富了传统的炮制方法,又能为中药的生产和应用带来新的活力。
纳米产品目前已成为中药行业新的经济增长点。
将这项技术应用于中药行业可以开发具有更好疗效、更优品种的纳米中药新产品。
这将对中药行业的发展带来深远的理论和现实意义。
2.2 药物纳米载体的制备
药物纳米载体的制备主要是选择特殊的材料,它们应具备以下特征:
性质稳定,不与药物产生化学反应,无毒,无刺激,生物相容性好,不影响人的正常生理活动,有适宜的药物释放速率,能与药物配伍,不影响药物的物理作用和含量测定;有一定的力学强度和可塑性(即易于形成具有一定强度的纳米粒,并能够完全包封药物或使药物较完全的进入到微球的骨架内);具有符合要求的黏度、亲水性、渗透性、溶解性等性质。
这与所用药物的性质、给药方式有关[7]。
近年来,可生物降解的高分子载体材料被认为是很有潜力的药物传递体系,因为它们性能多样,适应性广,且具有良好的药物控制性质,达到靶向部位的能力及经口服给药方式能够传递蛋白质、肽链、基因等药物的性能。
常见的高分子材料有淀粉及其衍生物、明胶、海藻酸盐、蛋白类、聚酯类等。
对于纳米中药载体,目前常用的是纳米包复技术[8]。
纳米包复化学药品和生物制品的技术在世界药学领域是最受关注的前沿技术之一。
根据待包复的中药的性质不同,可选取不同的纳米包复技术,得到纳米中药。
毛声俊等[9]采用3琥珀酸3O硬脂醇甘草次酸酯作为导向分子,采用乙醇注入法制备了甘草酸表面修饰脂质体,作为肝细胞主动靶向给药的载体。
杨时成等[10]采用热分散技术将喜树碱制成poloxamer188包衣的固体脂质纳米粒混悬液。
陈大兵等[11]用“乳化蒸发—低温固化”法制备紫杉醇长循环固体脂质纳米粒,延长了药物在体内的滞留时间。
此外,还有乳化聚合法[12]、高压乳匀法[13]、聚合物分散法等。
制备成纳米微粒载体系统的中药多为单一有效成分,如抗肝癌或肝炎药物:
蓖麻毒蛋白、猪苓多糖、斑蝥素、羟喜树碱、黄芪多糖等;抗感染药:
小檗碱等;消化道疾病药:
硫酸氢黄连素等;抗肿瘤药:
秋水仙碱、高三尖杉酯碱、泰素等;心血管疾病药:
银杏叶有效成分等;其它还有鹤草酚、苦杏仁苷等。
也有将多种中药成分复合后制备纳米微粒载体系统的,如口服结肠靶向给药系统——通便通胶囊,其主药成分为3种极性相似的火麻仁油、郁李仁油和莱菔子油的混合油。
还有将中药复合西药后制备纳米微粒载体系统的,如多相脂质体1393,其主要成分为氟脲嘧啶、人参多糖和油酸等;中药复方“散结化瘀冲剂”浸膏和5氟脲嘧啶(5FU)相结合后制备的磁性微球制剂也属此列。
总之,不同的制备技术和工艺适合不同种类纳米中药的制备。
3 问题与展望
尽管目前纳米技术的研究进展一日千里,纳米技术的飞速发展将有可能使中药的现代化迈上一个台阶,但是,目前纳米中药的研究尚处于基础阶段,纳米中药的制备技术也很不成熟,有许多问题仍需进一步研究。
纳米粒制备时,载体材料多为生物降解性的合成高分子,在体内降解较慢,连续给药会产生蓄积,且降解产物有一定的毒性。
另外有毒有机溶剂、表面活性剂的应用都给纳米控释系统的产业化带来了较大的困难。
美国Rice大学生物和环境纳米技术中心(CBEN)主任VickiColvin认为至少有两点需要引起重视:
“一是纳米材料微小,它们有可能进入人体中那些大颗粒所不能到达的区域,如健康细胞。
二是对比普通材料纳米量级性质会有所改变”。
也就是很有可能在粒径减小到一定程度时,原本可视为无毒或毒性不强的纳米材料开始出现毒性或毒性明显加强,例如改变纳米材料表面的电荷性质,改变纳米材料所处的物理化学环境,相同的纳米材料可能会出现不同的毒性,纳米材料在生物体内可能会出现特殊的代谢情况,并且可能会与某些特定部位的器官或者组织细胞进行作用进而使其带来某些特性,而且纳米化后中药有效成分和药效学的不确定性,将给药物质量的稳定可控留下隐患。
另外纳米中药的范围应有所限制,当一种中药粉碎到了纳米级时,药效可能会发生改变,不能为获得纳米微粒而损坏了药物的有效成分。
目前对中药的微观研究尚不深入,对其有效成分与非有效成分还认识不清,仓促对其纳米化处理有可能得不偿失。
在目前这个时期,进行商品化的纳米中药生产为时尚早。
而应该进行开发纳米中药的制备技术研究并建立一整套纳米药理、药效和毒理学的理论与系统评价方法。
二普通药物的传递
1 促进药物透过血脑屏障的途径
目前神经系统给药方法主要有:
全身给药,鞘内或脑室内注射及脑植入等。
后两者技术要求高,造成的创伤大,易感染,并对脑有明显的侵害性;载体机制要求药物必须与载体的底物极相似,而底物数量有限,从而限制了其应用。
而前者的局限主要在于:
全身给药治疗时药物分布广泛易引起严重的毒性或不良反应;药物难以透过血脑屏障达到脑内有效治疗浓度。
脑靶向给药(braintargetingdelivery)是基于克服上述缺点而提出的新概念。
理想的脑靶向给药应具备定位蓄积、控释、无毒且可生物降解这三个要素,这也是近期脑部疾病给药系统研究的重点。
Lockman等对现有的跨BBB策略进行了总结,如图1所示。
脑靶向药物的转运途径有被动转运、特意载体通道和酶系统的激活、特异受体介导的转运(胞饮)、吸收介导的转运和抑制外排等,采用对应措施可促使药物透过BBB实现脑靶向分布。
Fig1 StrategiestoincreaseCNSdrugdelivery
2.1 油酸 研究表明,10-6mol/L油酸颈内动脉注射,血脑屏障通透性无改变,而10-5mol/L浓度注射,可使注射大脑半球伊文思兰浓度增加10倍,90min后,血脑屏障通透性恢复正常。
因此认为,油酸开放血脑屏障是可逆的,且存在剂量依赖性。
油酸引起血脑屏障通透性的改变可能是由于脂与膜之间相互作用的结果。
2.2 细菌葡萄糖肽 细菌葡萄糖肽是细菌细胞壁的一种成分,脑膜炎时存在于蛛网膜下腔的细菌葡萄糖肽可引起血脑屏障通透性增高。
这种葡萄糖肽经静脉注射,亦可引起兔的血脑屏障通透性依赖于时间和剂量的可逆性增高,从而增加青霉素和MPI造影剂透过血脑屏障。
研究表明,细菌葡萄糖肽通过增加跨膜细胞转运开放血脑屏障,不影响紧密连接,因而只能使相对分子量小的物质通透性增加。
2.3 抗菌抗体 Tuomanen等研究表明,抗百日咳杆菌的丝状血凝素(FHA)单克隆抗体能剂量相关地诱导血脑屏障可逆性通透性增加,通过静脉给药途径,增加治疗性药物进入脑实质,其确切机制还不清楚,可能因为抗FHA抗体与存在于血管内皮上的CR3配体存在相似性,这种抗体与内皮上的配体相互作用,导致内皮细胞间紧密连接开放。
2.4 鼻腔给药 鼻腔给药作为脑靶向给药的途径之一,可有效地使药物绕过血脑屏障,靶向递送到脑部,它是无损伤性地将药物导入脑脊液的有效途径。
鼻腔给药可以通过直接通路和间接通路进入脑组织。
直接通路包括:
(1)嗅神经通路,大多数亲神经的病毒、金属离子(Al3+、Ca2+等)、甾体激素与蛋白质经嗅神经通路入脑。
此通路特点为起效慢,最快1~2h,有的可长达24h;
(2)嗅黏膜上皮通路,大多数的小分子药物如可卡因、利多卡因、多巴胺、头孢氨苄、5-氟尿嘧啶、胰岛素、舒血管肠肽等可通过鼻黏膜上皮吸收入脑。
此通路特点为起效快,几分钟即可起效。
间接通路包括:
(1)血液循环通路。
因为呼吸区黏膜含有丰富的毛细血管及血流丰富,所以药物分子可通过呼吸区黏膜吸收进入毛细血管从而进入血液循环;
(2)其他通路,如淋巴系统、三叉神经、视神经等通路。
低相对分子量亲脂性药物可从鼻腔经呼吸区入血透过血脑屏障进入CNS。
龚志南等探讨白芷乳剂鼻腔给药的可行性,研究发现白芷主要有效成分可透过血脑屏障,进入脑组织,白芷乳剂鼻腔给药具有一定的可行性。
王晓梅等人也研究了雌二醇鼻腔给药脑靶向制剂。
鼻腔给药存在的最大问题是大分子药物的吸收和鼻黏膜纤毛毒性,如何发现和选择低毒高效的吸收促进剂,减轻或消除药物及其附加剂的纤毛毒性是药学工作者的重要任务。
由于鼻腔给药具有许多其他给药途径所无法比拟的优越性,该类制剂必将得到迅速发展。
2.5 联合用药 合用渗透促进剂开发血脑屏障,使活性药物入脑。
2.5.1 合用高渗性物质 高渗溶液可通过收缩内皮细胞和短暂的破坏细胞间的紧密连接而转运入大脑。
静脉注射甘露醇等可以暂时渗透性开放血脑屏障,血脑屏障开放程度主要取决于高渗溶液的浓度、注射时间和速度,这种开放是有时间性和可逆性的,当高渗药物作用消失后,血脑屏障即恢复原来的关闭状态。
运用此技术要注意溶液浓度过高及作用时间过长易引起脑水肿等严重不良反应。
2.5.2 多药耐药性(MDR)逆转剂的合用 P-糖蛋白(P-gp)是由多药耐药基因编码的一个ATP依赖性的药物外排泵,首先在肿瘤细胞上发现,脑毛细血管内皮上的P-gp参与了血脑屏障的作用,可能在生理状态下作为一个外排泵,排出CNS的毒性产物或外源性物质如细胞毒药物,从而保护脑实质。
P-gp在脑毛细血管内皮细胞高水平的表达和定位,对药物进入脑内发挥治疗作用是限制因素。
因此,合理运用P-gp抑制剂,提高在正常情况下不能有效进入脑的药物的通透性,在治疗脑疾病如癫痫、脑肿瘤等是相当可取的。
目前发现MDR逆转剂多为生物碱或天然产物,如环孢菌素、利血平、长春新碱、阿霉素等,钙离子拮抗剂和钙调蛋白抑制剂如维拉帕米、尼莫地平、硝苯地平等,还有内源性的甾体类物质如孕酮、睾酮等。
MDR逆转剂不仅可以增加脑内的药物浓度,而且还可以改变药物在脑内的药物动力学参数。
2.6 利用血管活性物质 脑微血管内皮细胞(BMEC)拥有丰富的酶系统,但缺乏收缩蛋白,故正常生理状态下组胺、5-羟色胺、白三烯C4等血管活性物质较少影响血脑屏障,而病理状态下因BMEC酶系统活性改变,活性物质将影响BMEC,从而进一步影响血脑屏障的通透性。
Cloughesy观察到白三烯C4、缓激肽、组胺能选择性的开放被肿瘤影响的血脑屏障,使其通透性增加,但他们开放血脑屏障的程度不同,缓激肽开放的血脑屏障能让大分子如右旋糖酐通过,白三烯C4开放仅能让小分子通过,提示血脑屏障的开放是经闭锁小带分开所致,RMP-7是一种缓激肽酶激动剂,它能通过激活内皮细胞上的B2受体而使血脑屏障安全有效地开放。
Sanovich的研究表明,RMP-7开放血脑屏障是短暂的和可逆的,停止用药数分钟,血脑屏障的屏障功能恢复正常,RMP-7在较低浓度(<17nmol/L)即能开放血脑屏障,开发程度与剂量相关。
RMR27可增加水溶性物质如右旋糖酐和Carbopation的通透性,而不增加脂溶性物质如BCNU的通透性。
2.7 利用化学传递系统 化学传递系统(CDS)是一种输送药物透过生理屏障到达靶部位,再经机体内生物转化释放药物的传递系统。
其基本结构是药物与配体的复合体,这种复合体具有足够的亲脂性和一定的立体空间结构,能透过血脑屏障,转运入脑后即发生离子化,不能再透过血脑屏障返回体循环,接着进一步反应释放出活性药物和配体,达到脑内治疗的目的。
目前CDS主要有两类:
(1)对于一些亲水性的四噻唑类化合物可通过闭环反应键合到配体上。
已有研究表明抗病毒药物、甾体化合物、多肽(脑啡肽、促甲状腺激素释放激素)、帕金森病的治疗药物(氨基酸拮抗剂、自由基清除剂)键合着甲酰胺基硫乙烯衍生物后可提高药物的脑内渗透性。
(2)利用血脑屏障上的转运受体作为化学药物的靶点。
这些受体主要有氨基酸转运载体、低密度脂蛋白载体、胆汁素转运载体等。
例如利用血脑屏障上L-谷氨酸盐转运载体,在药物分子键合上L-谷氨酸盐可实现药物的脑内转运。
2.8 应用前药系统 对药物进行化学修饰制成亲脂性前药是药化领域最早的研究思路。
为了能使具有-OH、-NH2、-COOH结构的药物进入CNS,可采用酯化、酰胺化、氨基化、醚化、环化/开环化等化学方式进行修饰,以增加其亲脂性从而更易透过血脑屏障;一旦进入CNS,其亲脂性基团被水解而释放出有活性药物。
化学给药系统可以归结为以下三种:
(1)酶促物理化学脑药物靶向,通过系列代谢转化开发特异性位点的运输特性;
(2)特异性位点处酶激活靶向,开发利用特定位点处所特有的或者较高活性的专一性酶;(3)营养受体介导的化学靶向,通过与靶向受体可逆性结合提高系统的选择性和活性。
大脑神经系统药物的开发目前最常用的化学方法是通过酶促物理化学修饰合成具有良好渗透性的化合物。
虽然合成了对靶向受体具有良好亲和力、良好脂溶性和相对分子质量较大(>500)的药物,但是大多数采用此方法的药物效果均较差。
2.9 受体介导的转运途径 对血脑屏障上的内源性物质在体介导运输系统的基因进行分子克隆并进行功能性分析表明,大脑毛细血管内皮细胞具有多种膜运输机制。
人们相继发现并克隆了血脑屏障上的氨基酸转运体LAT1、LAT2、CAT1和CAT2、单羧酸转运体(MCT1)、有机阳离子药物转运体(OCT)、核苷转运体(ENT)、肽转运体(HPT1)以及作为活性渗出转运体的P-糖肽[28]。
另外,以聚合酶链反应(PCR)为基础的递减克隆底物抑制性杂交方法被用于从受试者cDNA来克隆血脑屏障特异性基因,发现了新的血脑屏障药物转运体,包括有机(器官)阴离子转运多肽类型2(Oatp2)和血脑屏障特异性阴离子转运体类型1(BSAT1)。
2.10 应用胶态给药系统
2.10.1 脂质体 脂质体作为药物或其他物质的载体,具有生物降解性和生物相容性。
脂质体大脑内给药,可以产生脑靶向性。
脂质体通过延缓物质的代谢和清除,降低药物分布体积,有利于向病变组织分布,可提供持续的药物释放。
鉴于脂质体本身特异性不强,要使其分布到特异性靶器官,就需在脂质体双层上挂上修饰剂,制成免疫脂质体。
2.10.2 微囊(微球) 对于大分子药物可采用微囊法。
微囊所用的组织靶向聚合物应是水溶性的和非免疫原性的,并能生物降解。
PLGA、海藻酸等可用于微囊材料。
用氨甲酰甲胆碱(一种抗胆碱酯酶的人工胆碱)的聚核苷酸微球,对因损伤引起记忆减退的大鼠进行大脑内局部释药研究,发现植入10天后大鼠记忆里明显改善,并可持续40天。
2.10.3 毫微囊(毫微球) 由载体材料携带药物而成的毫微囊静脉注射剂,是现今使用的有效靶向制剂之一。
将银杏内酯包裹在聚丁基氰基丙烯酸正丁酯制得的胶体聚合物毫微粒的表面,能有效的达到脑部靶向。
2.10.4 纳米粒 纳米粒是由聚合物或脂质组成的粒径在10~1000nm之间的聚合物胶体给药系统。
与脂质体相比,纳米粒更易制备,稳定性更好。
纳米粒载体技术的主要优势在于纳米粒能克服血脑屏障限制治疗药物的通过的特性,此外,这类给药系统还能延缓药物在脑内的释放,降低外周毒性。
能运载中枢神经系统药物入脑并发挥作用的纳米粒子主要有以下几种类型:
聚氰丙烯酸丁酯(polybutylcyanoacrylate,PBCA)纳米粒子、Pegylated聚乳酸(polylactide,PLA)或聚丙交酯合乙交酯(polylactide-co-glycolide,PLGA)纳米粒子、微乳胶纳米粒子和脂质纳米粒等。
纳米粒透血脑屏障的机制包括通过受体介导的脑毛细血管内皮细胞的吞饮作用和抑制P-gp。
3 研究脑靶向药物血脑屏障通透性的体内外方法
对现有药物的脑靶向给药策略和具体方法进行研究,并在众多新化合物中筛选有开发潜力的药物一直是研究人员致力于的重要领域。
一些新的体内体外研究技术被引用到这一领域中来。
3.1 药物透过血脑屏障的在体研究 有单次经血给药后测定指示剂的扩散/稀释、脑摄入指数等,现代检测技术的发展为研究提供了强大支持。
其缺点是一些摄取较慢的药物测定值不准确。
多次给药法允许测定长时间暴露药物在脑的分布,静脉给药并采取微透析法测定时范例,这些技术均依赖于所用的模型,数据的分析方法(二室模型、三室模型等)在试验前即已选定,这样其结果就成为模型特异性结果,可能不能代表药物在体内的实际转运和代谢过程。
最后,像原位灌流技术,是将脑组织置于生理缓冲液中进行灌流,需要严格控制温度、pH值等,以避免药物通过血脑屏障时被代谢,相对于单次和多次给药法来说,原位灌流通透系数测定法具有很高的灵敏度,其宽的检测范围对描述一些载体转运通过血脑屏障过程的特征提供了便利,其缺点是操作的复杂性和需要借助数学模型计算。
3.2 药物透过血脑屏障的离体研究 由于在体研究存在耗费大,实验条件不易控制等原因,离体细胞的组织培养技术被人们广泛采用,细胞培养技术除了实验条件易于控制外,更有可提供更多有关转运体和药物动力学参数的信息,如载体的饱和性和特异性等。
其缺点是一些在体组织特性的丢失和缺乏内源性因子和信号调节等。
例如,体外培养可使一些基因如P-gp/MRP上调和下调等,影响了其结果与在体研究的相关性。
目前,应用最多的是血脑屏障内皮细胞培养技术。
使用原代培养的大鼠、牛、猪等动物的脑毛细血管内皮细胞或细胞株,对一些药物通过血脑屏障的机制进行了深入研究。
而内皮细胞与星形胶质细胞共培养技术,将胶质细胞与内皮细胞种在特殊透过膜的两侧进行共培养,通过膜的微孔两种细胞可以直接接触,弥补了单层内皮细胞的不足,为许多药物转运、代谢和药物间作用的研究和脑靶向药物筛选、给药策略研究提供了强有力的细胞水平的研究手段。
体外血脑屏障模型的建立方面,原代或传代次数少的内皮细胞尚能一定程度上保持体内血脑屏障的主要特性,如紧密连接和P-gp的表达等,但是由于数量有限,技术要求高而不能满足大规模高通量筛选需求。
虽然人们在探索用一些不死细胞系和动物脑外血管内皮细胞或细胞系代替原代脑微血管内皮细胞,但多用于一些透血脑屏障机制研究,不能满意的用于药物筛选。
用于对候选药物的血脑屏障通透性进行预测的相对简单、可广泛使用的、强力的体外实验系统仍然是人们追求的目标。
4 中药脑靶向分布及作用机制研究
国内研究者对中药通过血脑屏障进入脑组织情况进行了研究,发现一些中药化学成分可透过血脑屏障入脑。
如在中药有效成分川芎嗪的研究方面,郭顺根等采用同位素标记放射自显影法观察到川芎嗪进入体内后,可很快透过血脑屏障,并在大脑中达到高峰,推测川芎嗪可能通过改善脑循环调节心血管中枢而发挥疗效。
国内有关中药对血脑屏障的作用及对其他药物脑分布影响的研究,主要集中在一些芳香开窍类药物,如冰片、麝香、薄荷醇等。
其中冰片对其他药物透过血脑屏障的影响受到人们的关注,如冰片可促进庆大霉素、磺胺嘧啶、顺铂透血脑屏障等。
赵保胜等深入研究了冰片促药物透血脑屏
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