华科刘卫教授/南工大陈思渊教授团队《ACS AMI》：包载共输送纳米脂质体的微针递送系统用于雄激素性脱发治疗
2024-03-23 BioMed科技 BioMed科技 发表于上海
该研究构建了一种包载kopexil和kopyrrol共输送纳米脂质体的微针递送系统，用于安全、有效地治疗AGA。
一、研究背景
雄激素性脱发（AGA）是目前临床上最普遍的脱发类型，主要特征是毛发稀疏和过度脱落，严重影响患者的生活质量和精神健康。最常见的治疗方法为外用米诺地尔，已获美国食品药品监督管理局（FDA）批准。然而，外用米诺地尔的低透皮吸收率严重影响其生物利用度，需要长期频繁使用，起效缓慢且患者依从性较差；此外还会引起包括皮炎、过敏反应在内的副作用，甚至有导致低血压和心动过速的风险。因此，迫切需要开发出一种安全、有效的AGA治疗新方法。
二、文章简介
针对以上问题，华中科技大学刘卫教授团队和南京工业大学陈思渊教授团队以二氨基嘧啶氧化物（kopexil）和吡咯烷基二氨基嘧啶氧化物（kopyrrol）为核心防脱成分包载于纳米脂质体（KK-NLPs）中，并进一步装载于透明质酸可溶性微针中构建了一种用于有效AGA治疗的微针递送系统（KK-NLPs@MNs），取得了比米诺地尔更有效的促毛发生长效果（图1）。Kopexil和kopyrrol已被欧洲、美国和日本等批准作为化妆品功效原料，相较米诺地尔具有更小副作用。然而它们毛发再生效果也更低，且难以透过皮肤，上述缺点限制了它们的应用。该研究研制了包载kopexil和kopyrrol共输送脂质体的微针递送系统，利用微针介导使其负载成分直接穿过角质层屏障，增强其经皮渗透；利用纳米脂质体包裹改善活性物质的溶解性，促进其细胞摄取；利用kopexil增强血管扩张激活毛囊，预防毛囊周围纤维化；利用kopyrrol促进人真皮乳头细胞（HDPCs）增殖，优化毛囊生长周期；通过共递送的两种活性物质在靶细胞内通过多途径发挥协同作用，有效促进毛发再生。该研究以题为“Microneedle Delivery Platform Integrated with Codelivery Nanoliposomes for Effective and Safe Androgenetic Alopecia Treatment”的论文发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。
图1 微针介导的共递送纳米脂质体治疗雄激素性脱发的示意图
三、研究内容
图2展示了KK-NLPs的粒径及KK-NLPs@MNs的形貌。纳米脂质体粒径在120 nm左右，微针贴片呈现尖锐的针尖结构，具有足够的机械强度刺破皮肤，且能在皮肤中快速溶解。经微针包载后，微针中释放的KK-NLPs仍保持明显的脂质体双层膜结构，表明KK-NLPs装载至微针后的总体稳定性良好。
图2 KK-NLPs和KK-NLPs@MNs的表征
图3展示了经皮渗透性能。以罗丹明B（RhoB）为荧光标记物负载至纳米脂质体中并进一步装载于微针中，研究其皮肤渗透情况。结果表明，与游离的RhoB溶液组及纳米脂质体（RhoB-NLPs）组相比，微针组能显著增强RhoB的经皮渗透量及渗透深度。这是由于微针可有效破坏皮肤角质层屏障，将其负载物质递送至深层皮肤；纳米脂质体包裹增强了与毛囊的亲和力，从而促进RhoB在毛囊靶部位的蓄积。
图3 经皮渗透性能
图4展示了细胞摄取情况。与游离RhoB溶液组相比，RhoB-NLPs组细胞的荧光强度明显增强，而RhoB-NLPs与RhoB-NLPs@MNs组的荧光强度则无明显差异，表明纳米脂质体包裹可以显著提高其负载物质胞内递送效率和在HDPCs细胞内蓄积，并且微针不会影响细胞的摄取行为。其它细胞实验结果表明，KK-NLPs@MNs能够显著促进HDPCs增殖和迁移、上调Ki67和血管内皮生长因子（VEGF）表达以及发挥抗氧化作用，推测这些机制促进毛发生长。
图4 细胞摄取行为
图5展示了该微针递送系统的在体促毛发再生功效。在C57BL/6雄性小鼠中建立睾酮诱导的AGA动物模型并给予不同的治疗方案。结果表明，KK-NLPs@MNs能够显著缩短AGA小鼠皮肤变黑和毛发新生所需时间，增加新生毛发重量、真皮厚度和处于生长期的毛囊比例，证明其能够加速毛囊生长周期转变，有效促进毛发再生。
图5 在体促毛发再生功效
图6展示了免疫荧光染色结果并分析了促毛发再生机制。免疫荧光染色结果表明，KK-NLPs@MNs能够显著上调毛发生长相关因子β-catenin、Ki67和CD31的表达，分别通过激活Wnt/β-catenin信号通路、促进细胞增殖和刺激血管生成来促进毛发再生。KK-NLPs@MNs在给药剂量（kopexil 1.5 mg，kopyrrol 0.75 mg）显著低于米诺地尔剂量（6 mg）的情况下，表现出与米诺地尔相当的治疗效果，同时具有较高的体内外安全性，表明该微针递送系统可较米诺地尔更安全、更有效地治疗AGA。
图6 免疫荧光染色结果及促毛发再生机制研究
四、结论与展望
该研究构建了一种包载kopexil和kopyrrol共输送纳米脂质体的微针递送系统，用于安全、有效地治疗AGA。结果表明，该递送系统能有效增强其负载物质的经皮渗透、毛囊蓄积和细胞摄取，进而实现两种活性物质的多靶点协同作用，有效促进毛发再生，同时具有较高的安全性。这种包载共输送纳米脂质体的微针递送系统在AGA治疗方面具有极大潜力，为促进毛发再生提供了一种安全而有效的策略。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c16608
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