姜黄素诱导脂质体磷脂双分子层结构相变的分子机制

Nanoliposome is a potential delivery system for lipophilic molecules. However, the shortcomings of liposome-core, such as instability, low embedding rate and easy leakage during storage, have limited its application and development in the food industry. The target small molecule has a significant effect on the structural stability of the nanoliposome phospholipid bilayer, but its molecular mechanism is still unclear, which is the important point to improve liposome stability and delivery efficiency. In this work, the phosphatidylcholine bilayer model based on the gradient carbon chain length will be built, the chemical shifts of phospholipids and the according structures will be studied. Furthermore, the structural phase transition of phospholipid bilayer and the structural stability of liposome will be discussed. The mechanism of curcumin-induced structure phase transition will be elucidated in the molecular scale. This work will help to solve the common problems of liposome instability, and provide new ideas for the high value utilization of lipophilic molecules in plant-derived foods.

纳米脂质体是一种具有广阔发展前景的亲脂性小分子递送体系。脂质体-包埋物在储存过程中存在稳定性差、包埋率低以及易泄漏等缺点严重限制了其在食品领域的应用与发展。目标包埋物小分子对脂质体磷脂双分子层的结构稳定性具有明显的反馈作用，而其分子机制尚不清晰，对其深入研究是提高脂质体稳定性与递送效率的关键。本项目针对典型亲脂性活性小分子姜黄素-脂质体递送体系，通过构建梯度碳链长度的磷脂酰胆碱双分子层模型，进行磷脂分子的化学位移和相应分子构象特征的差异研究，明确姜黄素与磷脂分子的结合位点；在此基础上，探讨姜黄素对磷脂双分子层的结构相变规律以及脂质体的结构稳定性，从分子尺度阐明姜黄素诱导磷脂双分子层结构相变的作用机制。本项目的完成将为解决脂质体不稳定的共性问题提供理论指导，同时为植物源食品中亲脂性小分子的高值化利用提供新思路。

纳米脂质体是一种具有广阔发展前景的亲脂性小分子递送体系。脂质体-包埋物在储存过程中存在稳定性差、包埋率低以及易泄漏等缺点严重限制了其在食品领域的应用与发展。目标包埋物小分子对脂质体磷脂双分子层的结构稳定性具有明显的反馈作用，而其分子机制尚不清晰，对其深入研究是提高脂质体稳定性与递送效率的关键。本项目主要借助化学方法与计算机模拟手段，明确了姜黄素与磷脂分子的结合位点；借助热力学和光谱技术和微显像技术，阐明了姜黄素诱导磷脂双分子层结构相变的分子机制。同时在研究中发现，除了姜黄素对磷脂结构具有显著的影响作用外，胆固醇也具同样体现出相似的结果，拓展开展了不同甾醇对脂质体结构的影响作用等相关研究。研究结果表明，（1）对脂质体粒径和Zeta电位研究结果表明，不同结构壁材分子对脂质体的Zeta电位无显著性影响，单一脂质体和混合脂质体的Zeta电位均在-30 mV左右。（2）通过荧光探针研究了姜黄素脂质体的膜特性，研究结果表明，姜黄素的加入能使磷脂的膜结构变得更加紧密。用少量的不同壁材脂质分子替代对照的卵磷脂-姜黄素脂质体，对脂质体的膜结构影响较小。（3）以粒径和Zeta电位为指标，探究了姜黄素-脂质体的环境稳定性，结果表明，不同壁材分子的加入提高了脂质体的盐稳定性和pH稳定性，对温度稳定性无明显的改善。（4）通过耗散动力学研究表面，姜黄素主要出于磷脂双分子层的中间部位，同时对于磷脂的稳定性具有显著的影响作用。本研究深入探讨了不同植物甾醇对于脂质体结构稳定性的影响作用，为脂质递送体系结构的空间调控提供理论依据，同时为构建新型健康脂质递送体系提供了新思路。