银量子点增强NMN和二甲双胍的肝脏吸收和治疗效果

口服量子点连接的 NMN 和二甲双胍可显着增加肝细胞对治疗药物的摄取并增强其效力。NMN和二甲双胍被加载到银纳米晶体量子点上,并通过水口服给药。它们增强的肝细胞摄取和效力提高了血液中的葡萄糖清除率。

  NMN和二甲双胍与称为银量子点的微观纳米晶体结合,在小鼠中使用显着降低的剂量来增强代谢功能。

  强调

  将NMN和二甲双胍附着在称为量子点的银纳米晶体上可显着增强它们对肝细胞的吸收。

  量子点结合的NMN和二甲双胍有助于改善代谢反应,例如在低得多的药物剂量下清除血糖。

  口服量子点连接的 NMN 和二甲双胍可显着增加肝细胞对治疗药物的摄取并增强其效力。NMN和二甲双胍被加载到银纳米晶体量子点上,并通过水口服给药。它们增强的肝细胞摄取和效力提高了血液中的葡萄糖清除率。

  纳米医学是将纳米技术(处理小于 100 纳米的微小尺寸的技术)应用于治疗剂。一些人认为生物技术研究已经达到“纳米医学炒作结束的开始”,主要是由于缺乏纳米技术治疗癌症的转化。同时,由于 80-95% 的纳米材料在肝脏中积累并被肝脏清除,因此其他人认为纳米药物在靶向肝脏疾病和代谢紊乱方面具有相当大的前景。纳米技术在针对肝病和代谢紊乱的治疗中的应用是否能提高其有效性仍有待探索。

  来自澳大利亚悉尼大学的 Cogger 及其同事在ACS Nano上发表了一项研究,表明将烟酰胺单核苷酸 (NMN) 和二甲双胍连接到称为量子点的银纳米晶体上可显着增强它们在肝脏中的吸收。量子点结合药物还有助于改善对糖葡萄糖的代谢反应,表明代谢增强。量子点增强的药物递送和效力可能会转化为患有代谢或肝病的老年人的药物递送方法的改进。

  NMN 和二甲双胍治疗的效果

  NMN是重要分子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+前体,在细胞能量产生过程中具有重要作用。通过增加小鼠体内的 NAD+水平,NMN 还可以驱动依赖于 NAD+ 的蛋白质的激活,这种蛋白质称为 sirtuins,可促进新陈代谢。

  该研究中探索的另一种量子点共轭药物二甲双胍被广泛用于治疗 2 型糖尿病。它通过添加分子标签并因此激活称为单磷酸腺苷活化蛋白激酶 (AMPK) 的酶来延长动物模型的寿命。当细胞能量低时,AMPK 会触发葡萄糖的摄取,从而增强新陈代谢。

  NMN 对 sirtuin 功能的刺激和二甲双胍对 AMPK 的激活都可以促进代谢功能的改善。为了确定将 NMN 和二甲双胍与量子点结合以通过用水进行口服药物递送是否能提高它们的效力,Cogger 及其同事测量了量子点结合药物的细胞摄取以及血液中葡萄糖的清除率。

  量子点增强二甲双胍的肝细胞吸收

  位于澳大利亚的研究小组首先检查了肝脏中量子点结合的二甲双胍的摄取情况。他们发现口服摄入后,肝细胞中二甲双胍的细胞浓度较高,吸收速度加快。虽然单独使用二甲双胍在服用后八小时达到峰值,但量子点二甲双胍水平在大约两小时后达到峰值要快得多。与二甲双胍结合的量子点也增加了肝脏吸收的二甲双胍总量。这些发现表明,量子点显着改善了肝脏中的治疗剂吸收,并以更快的速度吸收更多。

NMN

  加载到量子点上的二甲双胍可以更快地吸收更多的肝细胞。左图显示了 24 小时时间过程中肝细胞二甲双胍量子点的吸收。二甲双胍量子点大量增加,峰值水平大约在两个小时(红线)。二甲双胍本身在大约八小时时显示出峰值水平(黑线)。灰线表示未连接二甲双胍的量子点摄取。右图显示了与量子点自身(灰色条)和二甲双胍自身(黑色条)相比的二甲双胍量子点肝细胞总吸收(红色条)。将二甲双胍附着在量子点上,以更高的吸收水平加速了它的吸收。

  使用量子点清除血糖需要更少的 NMN 和二甲双胍

  Cogger 及其同事随后发现,与量子点结合的药物在测量人体清除糖分能力的糖分耐受测试中显着降低了血糖水平。葡萄糖耐量测试在摄入葡萄糖溶液后测量血糖浓度,而 2 型糖尿病患者通常无法清除血糖。为了在小鼠中获得相同的葡萄糖耐量测试结果,量子点所需的二甲双胍剂量比单独使用二甲双胍的剂量少 100 倍。NMN 虽然在诱导葡萄糖清除方面没有那么有效,但与单独的 NMN 相比,所需的剂量要少一千倍。这些发现表明,量子点极大地增强了治疗剂的吸收,因此量子点需要大大减少药物的剂量。

  附着在量子点上的 NMN 和二甲双胍增强了药物的效力. 二甲双胍清除葡萄糖的最佳剂量为 100 mg/kg(黑色实线,A),而量子点二甲双胍的最佳剂量为 2.4 mg/kg(红色实线,B)。剂量曲线表明,从血液中清除葡萄糖所需的量子点二甲双胍减少了 100 倍(C)。当以相同剂量给药时,二甲双胍量子点比二甲双胍本身清除血糖的量更大(D)。NMN 自身清除血糖的最佳剂量为 6000 mg/kg(深绿色实线,E)。量子点连接的 NMN 以 7.8 mg/kg(深蓝线,F)最佳清除血糖水平。剂量曲线表明,量子点共轭 NMN 清除血糖 (G) 所需的 NMN 比单独的 NMN 少 1000 倍。当以相同剂量给药时,

  网格蛋白介导细胞量子点摄取

  为了了解量子点如何提高吸收,Cogger 及其同事研究了细胞如何吸收这些化合物。他们发现肝细胞使用细胞摄取机制,利用产生小囊的蛋白质吸收称为网格蛋白介导的内吞作用的量子点。这些药物可以绕过通常吸收它们的细胞转运蛋白,而是被网格蛋白介导的内吞作用吸收。例如,转运蛋白 OCT1 自行吸收二甲双胍,但抑制 OCT1 并不会减少量子点结合二甲双胍的摄取。这表明,量子点共轭药物可以通过绕过其典型的吸收转运蛋白来更好地吸收,这些转运蛋白会随着年龄的增长而恶化。

  “我们表明,与单独使用药物相比,[量子点]-二甲双胍和 [量子点]-NMN显着提高了肝脏的生物利用度,代谢效果提高了 100 到 1000 倍,”Cogger 及其同事在他们的出版物中说。

  肝功能障碍的未来纳米医学研究

  NMN百科根据他们的发现,研究小组表示量子点是纳米治疗开发的理想选择。更多的工作应该致力于开发针对肝脏而不是其他器官的纳米疗法,因为肝脏会吸收和清除大多数纳米药物。