兒茶素生物納米材料抗炎和
抗氧化活性研究進(jìn)展
活性氧(ROS)是機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生的重要中間產(chǎn)物，當(dāng)ROS過度表達(dá)不能被及時(shí)清除時(shí)，過量的ROS可能和脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、多糖以及核酸等具有生物活性的大分子相互作用，引發(fā)細(xì)胞代謝紊亂、細(xì)胞器功能異常，導(dǎo)致許多疾病的發(fā)生，包括炎癥、癌癥、心血管疾病和神經(jīng)退行性疾病，以及衰老[28-30]。
利用外源性抗氧化物質(zhì)緩解氧化應(yīng)激是治療氧化應(yīng)激損傷的一個(gè)重要策略。EGCG作為天然的抗氧化劑，由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)，可以和體內(nèi)過量自由基反應(yīng)，表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗氧化性。
Sekowski等[31]研究表明，在UVB輻射前添加濃度為1~20?μmol·L-1的EGCG可以通過防止脂質(zhì)過氧化、還原型谷胱甘肽和血紅蛋白氧化來保護(hù)紅細(xì)胞免受紫外線誘導(dǎo)的氧化損傷，結(jié)果表明EGCG能抑制UVB誘導(dǎo)的紅細(xì)胞氧化應(yīng)激。
Zhang等[32]將EGCG與Cu2+和PLLA自組裝負(fù)載雷帕霉素實(shí)現(xiàn)了對(duì)血管愈合和炎癥的調(diào)控。
Yang等[33]提出了一種新型的綠色納米顆粒制備策略，以EGCG為原料，通過綠色酶聚合化學(xué)方法制備綠色納米顆粒。該綠色納米顆?？梢钥梢杂行ьA(yù)防細(xì)胞內(nèi)氧化損傷，加速傷口恢復(fù)，并保護(hù)腎臟免受急性腎損傷模型中活性氧的損害。
Hu等[34]將淀粉樣蛋白和EGCG進(jìn)行自組裝成具有調(diào)節(jié)腸道微生物和抗炎作用的生物材料可顯著改善由DSS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎，促進(jìn)腸道屏障功能，抑制促炎mRNA表達(dá)，具有廣闊的胃腸道抗炎應(yīng)用前景。
△ 圖4 多酚納米材料合成和體內(nèi)試驗(yàn)
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兒茶素藥物遞送系統(tǒng)研究進(jìn)展
藥物在病灶部位的精準(zhǔn)釋放是藥物遞送需要解決的一大難題。研究者們通常對(duì)藥物進(jìn)行抗體、靶向小肽或pH敏感分子修飾來提高藥物在病灶部位的富集程度，從而實(shí)現(xiàn)高效低毒的治療目標(biāo)。
但值得一提的是這些修飾過程不僅復(fù)雜，而且還會(huì)引入新的分子，影響藥物代謝，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的毒副作用。
因此，一種簡(jiǎn)單有效的藥物遞送系統(tǒng)的建立是亟需解決的難題。
EGCG憑借其多酚羥基的結(jié)構(gòu)特殊性和天然的生物活性，有望成為新型藥物遞送系統(tǒng)的備選物質(zhì)，不僅能實(shí)現(xiàn)藥物遞送，還能起到協(xié)同作用。
Shen等[35]開發(fā)了一種具有高效siRNA傳遞效率的核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒，該納米球可以將siRNA高效的遞送到細(xì)胞內(nèi)部，使其能夠選擇性調(diào)控靶基因，有效治療DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。
Fan等[36]利用不同的直接聚合方法設(shè)計(jì)和合成了兒茶酚胺聚合物，用于siRNA在體外和體內(nèi)的傳遞，從而大大提高其復(fù)合物的生物穩(wěn)定性、細(xì)胞遞送和基因沉默效率。
上述結(jié)果表明，兒茶素有望被開發(fā)為一種簡(jiǎn)單通用的藥物遞送系統(tǒng)，用于疾病治療。
△ 圖5 聚合物構(gòu)建和靶向遞送示意圖
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兒茶素生物納米材料抗病毒
研究進(jìn)展
近年來禽流感、H7N9、新型冠狀病毒等疫情的發(fā)生，嚴(yán)重危害了畜禽和人類的生命安全，阻礙了社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。
在這過程中，一些相關(guān)的研究學(xué)者們發(fā)現(xiàn)EGCG對(duì)一些病毒有高效抑制作用[37-42]。
Ge等[43]研究EGCG抗豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV),發(fā)現(xiàn)EGCG均能有效抑制PRRSV復(fù)制，且有劑量依賴性，在濃度為125?μmol·L-1時(shí)，可以完全抑制病毒的感染。
Williamson等[44]研究發(fā)現(xiàn)，EGCG可以通過抑制HIV-1糖蛋白(gp)120與T細(xì)胞上CD4分子的結(jié)合，從而降低HIV-1的傳染性。
Calland等[45]證明了EGCG可以直接通過結(jié)合病毒顆粒和干預(yù)脂質(zhì)代謝的方式來預(yù)防HCV感染細(xì)胞。
也有相關(guān)研究認(rèn)為EGCG是植物化學(xué)物質(zhì)中最具有潛力的3CLpro抑制，可用于COVID-19的預(yù)防治療。
對(duì)此，Zhang等[46]綜述了EGCG的潛在抗新冠病毒機(jī)制，EGCG可以通過直接抗氧化、激活Nrf2通路、調(diào)控炎癥風(fēng)暴等來抑制氧化應(yīng)激和下調(diào)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)的表達(dá)，從而抑制病毒的感染和復(fù)制。
△ 圖6 EGCG抗新冠病毒的潛在分子機(jī)制
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小結(jié)
借助納米生物技術(shù)將兒茶素與金屬、天然高分子、脂質(zhì)體、殼聚糖等構(gòu)建新型生物醫(yī)用納米材料，不僅提高了兒茶素的生物利用度，還能使其負(fù)載臨床小分子藥物達(dá)到協(xié)同作用。
這種以兒茶素作為配體構(gòu)建新型生物材料的策略拓展了兒茶素在新型生物醫(yī)用材料構(gòu)建中的應(yīng)用，有望推動(dòng)茶資源，特別是多酚含量高的夏秋茶資源的高效利用。
但同時(shí)也存在諸多問題——
一是生物安全問題。雖然通過功能配體的修飾可以有效提升兒茶素在生物體內(nèi)的利用度，但是，由于這些生物材料復(fù)雜的設(shè)計(jì)工藝，使其在體內(nèi)降解困難。
二是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物納米材料容易在血液循環(huán)過程中形成蛋白冠而失去功能，難以抵達(dá)病灶深層部位[47-49];再加上復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難解析兒茶素納米藥物在體內(nèi)代謝規(guī)律以及發(fā)揮生物功能的分子機(jī)制。
因此，針對(duì)特定的疾病模型，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生物安全和功能明確的個(gè)性化兒茶素生物材料是推進(jìn)其應(yīng)用的基礎(chǔ)。
此外，天然藥物在病灶部位的靶向遞送一直是近幾年材料化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[50-52]。將兒茶素精準(zhǔn)遞送到病灶部位，或者以兒茶素為遞送系統(tǒng)將臨床藥物遞送到病灶部位是提高藥物療效和降低毒副作用的有效手段[53]。
總之，在保證兒茶素生物材料充分發(fā)揮活性的前提下，低成本實(shí)現(xiàn)規(guī)?；苽涫峭苿?dòng)兒茶素生物材料臨床前大規(guī)模動(dòng)物評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。
來源：中國(guó)茶葉學(xué)會(huì)
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