响应型益生元仿生产氢纳米粒及应用的制作方法

本发明属于治疗代谢性疾病的载体/医药，具体涉及响应型益生元仿生产氢纳米粒及其应用。

背景技术：

1、2型糖尿病(t2dm)作为一种多系统、复杂的代谢功能障碍疾病，已成为全球最严重的健康问题之一，占所有糖尿病的90%以上。t2dm与肥胖、非酒精性脂肪肝和心血管疾病密切相关。2型糖尿病的流行已成为社会的沉重健康负担。t2dm的病理生理特征与胰岛素敏感性降低和随后的胰腺细胞失代偿高度相关。人们普遍认为胰岛素注射和其他口服药物治疗如二甲双胍、噻唑烷二酮类、磺脲类、钠依赖性葡萄糖转运蛋白(sglt2)抑制剂和二肽基肽酶-4 (dpp-4)抑制剂。然而，由于胰岛素抵抗和药物耐受性的发展，这些治疗方法逐渐变得无效。此外，还存在胃肠道反应、低血糖、肾功能损害、胰腺炎等副作用。因此，迫切需要制定更有效、更安全的策略，既能控制血糖，又能改善胰岛素抵抗，最终改善糖尿病疾病状态。

2、气体疗法由于其扩散性强、高选择性和生物安全性在疾病诊疗中引起了广泛关注，例如氢气(h2)，一氧化氮(no)，一氧化碳(co)和硫化氢(h2s)。氢气作为一种安全性高、生物还原性好及调节稳态的气体，易穿过肠黏膜屏障作用于机体，在癌症、动脉粥样硬化、糖尿病和胰腺炎等氧化应激/炎症相关疾病中表现出显著的治疗效果，部分已在临床试验中被证实。治疗模式主要为吸入氢气、口服富氢水、注射富氢盐水、氢浴、口服产氢胶囊和食物等。氢气发挥减脂降糖效果的作用机制主要为抗氧化、抗凋亡、调控肝脏fgf21表达及调节肠道菌群组成。

技术实现思路

1、本发明构建了植物外泌体仿生型口服纳米制剂hms/a@ge，充分结合可食用益生元来源的外泌体和介孔硅载体的优势，克服现有微生态疗法存在的局限性，实现微生态疗法及抗氧化疗法的联合，协同发挥降糖减脂作用，为基于调控肠道微生态治疗糖尿病提供安全经济可控的策略。

2、本发明采用以下技术方案：

3、本发明首先提供响应型益生元仿生产氢纳米粒hms/a@ge，该纳米粒采用以下方法制备而成：

4、（1）采用软模板法制备hms：

5、以十六烷基三甲基溴化铵（ctab）表面活性剂制备胶束模板，以正硅酸乙酯（teos）为硅源，通过无水碳酸钠刻蚀及浓盐酸去除模板获得hms载体。

6、（2）制备hms-nh2：

7、以3-氨丙基三乙氧基硅烷（aptes）对去除模板后的hms进行氨基化修饰，得到氨基化修饰的中空介孔二氧化硅纳米粒。具体为：将hms纳米粒超声分散于无水乙醇中，于室温下加入3-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌，再于70℃加热回流，离心，淋洗，干燥即得hms-nh2。

8、（3）制备hms/a：

9、称取a，加入已充分分散在甲醇中的hms-nh2溶液，于70℃下搅拌吸附平衡（6～12小时）后，去除大量的甲醇溶剂，离心，收集沉淀，即得hms/a。

10、其中a和hms-nh2的质量比例为1：4。

11、（4）ge外泌体提取：

12、采用差速离心法提取生姜外泌体（ge）：将新鲜的生姜洗净，榨汁，用纱布过滤得粗提液。将粗提液置于4℃离心机离心，取上清，进行第二次离心，然后取上清进行第三次离心，再取上清即为ge。

13、其中第二次离心的重力加速度大于第一次离心的重力加速度，第三次离心的重力加速度大于第二次离心的重力加速度。

14、（5）制备hms/a@ge：

15、将hms/a与ge 混合，冰浴超声，再于37℃恒温箱孵育，离心，取沉淀，干燥即得hms/a@ge。

16、本发明还发现hms/a@ge可用于提高t2dm小鼠的葡萄糖耐量、改善胰岛素抵抗，进而改善葡萄糖稳态。本发明又发现hms/a@ge可用于缓解t2dm小鼠血脂及肝脏脂肪变性、降低肝脏和皮下脂肪沉积，以及刺激胰岛素分泌。因此hms/a@ge可用于制备降糖减脂药物。

17、本发明发现hms/a@ge还可以提高抗炎细胞因子的水平并抑制促炎细胞因子的分泌，因此hms/a@ge可用于制备抗炎药物。

18、再者，本发明发现hms/a@ge还具有抗氧化能力，因此，hms/a@ge可用于制备抗氧化药物。

19、具体的，小鼠体重增长百分比和实验终点血糖值结果显示hms/a@ge降糖减重效果佳；itt结果显示hms/a@ge改善了胰岛素敏感性。血清胰岛素、homa-ir结果显示hms/a@ge具有改善胰岛素抵抗作用。各组小鼠血清中alt、ast、tg、tc水平结果均显示hms/a@ge能明显改善脂代谢。hms/a@ge能够明显改善肝脏脂肪变性程度并减少腹股沟脂肪面积，提高ucp-1表达。hms/a@ge可提高抗炎因子（il-10）水平，降低促炎细胞因子（il-6、il-1β、tnf-α、lps）水平。insulin和glucagon共染结果显示hms/a@ge能够改善胰岛β细胞功能，降低胰岛β细胞去分化。此外，hms/a@ge还可以减少血清丙二醛（mda）含量，说明具有抗氧化能力。

20、本发明的有益效果为：

21、本发明的hms/a@ge通过提高肠道 lactobacillus spp.等丰度及吲哚乙酸等代谢产物，促进肠l细胞释放glp-1并激活肠ahr受体，促进il-22的释放，改善胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能，最终发挥降糖减脂作用，如图8所示。

技术特征：

1.产氢纳米粒hms/a@ge，其特征在于，该纳米粒采用以下方法制备而成：

2.根据权利要求1所述的产氢纳米粒hms/a@ge，其特征在于，步骤（2）具体为：将hms纳米粒超声分散于无水乙醇中，于室温下加入3-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌，再于70℃加热回流，离心，淋洗，干燥即得hms-nh2。

3.根据权利要求1所述的产氢纳米粒hms/a@ge，其特征在于，步骤（3）中a和hms-nh2的质量比例为1：4。

4.根据权利要求1所述的产氢纳米粒hms/a@ge，其特征在于，步骤（4）中，第二次离心的重力加速度大于第一次离心的重力加速度，第三次离心的重力加速度大于第二次离心的重力加速度。

5.根据权利要求1所述的产氢纳米粒hms/a@ge，其特征在于，第一次离心是于3000g下离心，第二次离心是于13000g下离心，第三次离心是于17000g下离心。

6.权利要求1～5任一项所述的产氢纳米粒hms/a@ge在制备降糖减脂药物中的应用。

7.权利要求1～5任一项所述的产氢纳米粒hms/a@ge在制备抗炎药物中的应用。

8.权利要求1～5任一项所述的产氢纳米粒hms/a@ge在制备抗氧化药物中的应用。

技术总结
本发明属于治疗代谢性疾病的载体/医药技术领域，具体涉及响应型益生元仿生产氢纳米粒及其应用。本发明构建了植物外泌体仿生型口服纳米制剂HMS/A@GE，充分结合可食用益生元来源的外泌体和介孔硅载体的优势，克服现有微生态疗法存在的局限性，实现微生态疗法及抗氧化疗法的联合，协同发挥降糖减脂作用，为基于调控肠道微生态治疗糖尿病提供安全经济可控的策略。本发明的HMS/A@GE通过提高肠道Lactobacillus spp.等丰度及吲哚乙酸等代谢产物，促进肠L细胞释放GLP‑1并激活肠AhR受体，促进IL‑22的释放，改善胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能，最终发挥降糖减脂作用。

技术研发人员：袁慧娟,王秀丹,田瑞,韦伟,吕英华
受保护的技术使用者：河南省人民医院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29