基于光解笼锁的靶向控释olomoucine治疗脊髓损伤的研究

After spinal cord injury, astrocytes are excessive activated and proliferated, which produce glial scar and number of inhibitory factor,such as chondroitin sulfate proteoglycan. These factors are impediment to the axonal regeneration. The targeted release of drug may maintain an effective drug concentration in the local microenvironment conducive to axonal growth. In this project, an implantable optical fiber system will be established, and a caged compound containing a cyclin-dependent kinase inhibitor olomoucine, for instance, 2-bromo-α-carboxyl-2- nitrophenyl methyl ester / olomoucine will be designed and synthesized. Photolysis of the caged delivery systems will make the release of olomousine targeted, controllable and safe. Combination of photolysis with neural stem cell transplantation in the spinal cord injury,will repair spinal cord injury by inhibiting the activation of glial cells, proliferation and formation of glial scar. This design from multiple perspectives to promote axonal regeneration, it explore a new way of the treatment of spinal cord injury, so it has a significance of science and broad application prospect.

脊髓损伤后，星形胶质细胞过度活化、增殖，形成胶质瘢痕与其分泌的以硫酸软骨素蛋白多糖为主的大量抑制因子，严重阻碍了轴突再生。靶向性药物控释系统能在局部维持有效浓度有望提供有利于轴突生长的微环境。本项目以前期笼锁化合物筛选、合成和留置光纤导光技术的研究为基础，拟设计、合成包有细胞周期素依赖性蛋白激酶抑制剂奥罗莫星（olomoucine）的笼锁化合物，构建2-bromo-α-carboxyl-2-nitrophenyl methyl ester/ olomoucine的光解笼锁控释体系，使其具有良好的可控性、安全性及有效性；将靶向性光解笼锁控释olomoucine，联合神经干细胞移植至大鼠脊髓损伤处，抑制脊髓损伤后胶质细胞的活化、增殖和胶质瘢痕形成，修复脊髓损伤。此设计从多角度来促进轴突再生，为脊髓损伤的治疗探索提供了一个崭新的思路，因而具有重要的科学意义和广泛的应用前景。

本项目以前期笼锁化合物筛选、合成和留置光纤导光技术的研究为基础，设计、合成包有细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）抑制剂奥罗莫星（olomoucine）的笼锁化合物，构建2-bromo-α-carboxyl-2-nitrophenyl methyl ester/ olomoucine的光解笼锁控释体系，具有良好的可控性、安全性及有效性。我们委托上海厚璞化学科技有限公司来合成此化合物，但是在拟定的试验条件下，2-溴-α-羧基-2-硝基苯基甲酯和N9-异丙基奥罗莫星反应后，生成物量少且稳定性较差。因此，为了提高反应物的产量及稳定性，利于后期实验进行，经过对比分析，调研以及预实验，提出新的笼锁化合物分子的cage光切保护方案。首先，在细胞毒性检测方面，应用多重荧光染料检测细胞核形态学、细胞膜通透性、溶酶体内的物质和细胞密度等指标，证实新型笼锁化合物的安全性较好，对脊髓神经源性干细胞无毒性。其次，在细胞凋亡检测方面，依次向各细胞株加入不同剂量的笼锁化合物，孵育后再加入Hoechst 33342和荧光素标记探针，检测细胞凋亡相关参数。实验发现包括染色质结构、核仁结构和线粒体膜均未受到破坏，完整性存在。最后，在olomoucine对脊髓损伤后轴突再生的影响方面，采用Western印迹分析与免疫荧光技术检测了脊髓损伤后细胞周期相关蛋白、胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、硫酸软骨素蛋白多糖（CSPG）以及生长相关蛋白-43（GAP-43）的表达。本项目将靶向性光解笼锁控释olomoucine，还将联合神经干细胞移植至大鼠脊髓损伤处，抑制脊髓损伤后胶质细胞的活化、增殖和胶质瘢痕形成，修复脊髓损伤。此设计从多角度来促进轴突再生，为脊髓损伤的治疗探索提供了一个崭新的思路，因而具有重要的科学意义以及广泛的应用前景。