本技术涉及一种锌-二氢杨梅素纳米酶的制备技术及其在糖尿病创面愈合药物中的应用。该技术采用PVP作为表面活性剂,通过一步法将锌(Zn)与二氢杨梅素结合,制备出高效的纳米酶。该纳米酶在糖尿病创面愈合药物中显示出显著的促进作用,为糖尿病创面治疗提供了新的解决方案。
背景技术
糖尿病是一种临床常见的慢性代谢性疾病,长期的高血糖状态容易导致各种严重的并发症,其中之一便是难愈合性创面,其影响了大约25%的糖尿病患者,严重者可导致截肢,影响患者的健康与生活质量。在正常血糖下,当皮肤屏障受损时,机体会启动创面愈合级联反应,激发多种生长因子释放,促进血管新生及胶原蛋白等细胞外基质合成以实现创面组织再生,往往经历止血期、炎症期、增殖期、重塑期四个阶段。而糖尿病创面却存在不同程度的细胞功能失调,不能像正常血糖的创面在各个阶段的特定时间内完成创面结构和功能修复,以往治疗糖尿病创面的研究主要集中在破坏ROS-炎症级联循环,虽取得了一定的疗效,但是未达到理想效果。
最新的研究发现,在早期糖尿病创面中存在严重的免疫失调与细胞代谢紊乱。除巨噬细胞外,Naive CD4+T Cell在创面愈合中同样发挥重要作用,长期高血糖刺激下,各种细胞因子会导致Naive CD4+T Cell向Th17分化增加,向Treg分化减少,从而引起IL-17促炎因子的释放增加,过度激活IL-17信号通道,放大炎症;FOXP3作为Treg的主要转录因子,在维持免疫系统平衡、抑制不适当的免疫反应中发挥重要作用,Treg分化减少从而导致免疫失调。除此之外,以糖酵解代谢上瘾的HUVEC细胞在早期处于高糖环境时,胞内血糖含量的增加会导致过量的糖酵解,过量的中间产物会导致向多元醇、甲基乙二醛等旁路代谢增加,引起副产物如AGEs、ROS、乳酸等生成增多,导致内皮功能障碍和组织酸化,从而使创面愈合减慢。因此,急需开发一种既能够抗氧化,又能够调节代谢与免疫稳态,从而下调炎症水平使其顺利进入增殖与重塑期,达到早期愈合的治疗策略。
自2007年报道以来,纳米酶已发现可具有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等酶活性,在糖尿病创面中应用可将过量的ROS清除,恢复内环境稳态。金属纳米材料与天然抗氧化产物结合所制备的金属多酚纳米酶,不仅可显著提高抗氧化及抗炎能力,具有易制备、易储存和较高生物相容性等特性,而且能够具有金属离子与化合物原本的功能。锌是人体代谢和生长所必需的微量元素,作为许多酶组成部分,在各种生理过程中发挥着重要作用。外源性Zn2+
的引入可以通过恢复Cu/Zn SOD活性来达到清除ROS的作用,Zn2+
还可以对NF-κB、IL-17等信号通路的激活和炎症细胞因子都起到抑制作用,Zn2+
还参与伤口愈合过程,比如诱导血管内皮生长因子释放和促进血管生成,调节细胞外蛋白如胶原蛋白和角蛋白的表达,加速表皮细胞分裂和DNA修复。DHM是一种从葡萄科蛇葡萄属木质藤本植物或拐枣中提取的黄酮类化合物,除具有抗炎、抗氧化功能外,还可以通过调节细胞代谢来控制血脂和血糖。本发明的研究发现,DHM中的羟基和羰基等官能团含有氧原子,这些氧原子具有较强的配位能力,可以与Zn2+
形成配位键,且DHM具有超离域度和大π键共轭体系,使得二氢杨梅素分子中的电子云分布较为均匀,能够与Zn2+
形成稳定的配合物。因此,Zn2+
与DHM配位合成的金属多酚纳米酶Zn-DHM具备两种配体的功能,既具有抗氧化能力,又能够调节代谢与免疫稳态,加速早期糖尿病创面愈合。多种具有抗氧化能力的金属多酚纳米酶已广泛应用于人体保健领域,而具有调节代谢与免疫稳态能力的Zn-DHM纳米酶在生物医学上的应用至今尚未见报道。
实现思路