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레스베라트롤이 포함된 고체 지질 나노입자의 경구 투여는 제2형 당뇨병이 있는 쥐의 지방 및 근육 조직에서 SNARE 단백질의 표적 발현을 통해 인슐린 저항성을 향상시킵니다.

초록

현재 연구에서 우리는 2형 당뇨병이 있는 쥐에서 SNARE 단백질 복합체의 상향 조절을 통해 인슐린 저항성을 개선하기 위해 레스베라트롤(RES)이 로딩된 고체 지질 나노입자(SLN-RES)를 개발했습니다. SLN-RES 특성에는 248nm의 평균 크기, -16.5mV의 제타 전위 및 79.9% RES 포획 효율이 포함됩니다. SLN-RES의 방출 프로필은 자연 상태에서 초기 폭발 후 지속 방출을 보여주었습니다. 적외선 분광법 결과는 RES가 코어 SLN에 잘 통합되었음을 보여주었습니다. 전자현미경 검사에서 응집이 적은 구형 나노입자가 관찰되었다. SLN-RES의 경구 투여는 RES보다 체중 감소를 예방하고 더 나은 저혈당 효과를 보였다. 혈청 산화 스트레스 상태는 SLN-RES에 의해 정상 수준으로 회복되었습니다. 또한, SNARE 단백질 복합체의 주요 요소인 synaptosomal-associated protein 23(Snap23), syntaxin-4(Stx4) 및 vesicle-associated membrane protein 2(Vamp2)의 발현은 RES 처리보다 SLN-RES에 의해 더 크게 감소되었습니다. 근육 조직. 그러나 SLN-RES는 지방 조직에서 RES 치료와 유사한 효과를 나타냅니다. 종합하면, 우리의 결과는 SLN-RES가 지방 및 근육 조직에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 발현을 표적화함으로써 인슐린 저항성 개선을 위한 현대적이고 흥미롭게 치료적 접근 방식이 될 수 있음을 보여주었습니다.

가설 제시

레스베라트롤(RES)을 지질 코어 나노입자로 캡슐화하면 구강 섭취 시 안정성과 구강 장 흡수가 향상되어 이점이 향상되었습니다. SLN-RES는 RES보다 인슐린 저항성을 개선합니다. RES의 항산화 효과는 SLN에 통합될 때 증가합니다.

가설 테스트

캡슐화 효능을 확인하기 위해 SLN-RES의 분광 분석을 수행했습니다. 두 번째 가설은 동물 모델에서 SLN-RES 치료가 산화 스트레스 매개변수에 미치는 영향과 제2형 당뇨병에 대한 혈당 저하 효과를 평가하는 것이었습니다.

가설의 의미

증가된 안정성과 장 흡수는 경구 투여 시 RES의 생체 이용률로 이어집니다. SLN에 통합될 때 RES의 증가된 생체이용률은 표적 조직에서 RES의 농도를 증가시킵니다. 표적 조직에서 RES의 농도 증가는 RES보다 SLN에 통합될 때 RES의 더 많은 저혈당 효과로 이어집니다.

<섹션 데이터-제목="배경">

배경

제2형 당뇨병은 인슐린 저항성을 특징으로 하는 대사 장애입니다. 인슐린 저항성은 주로 근육 및 지방 조직에서 포도당 수송 시스템(GLUT 2 및 4)의 파괴를 통해 발생합니다[1]. SNARE 단백질은 GLUT 4 시스템을 세포막에 고정하고 막 수송, 도킹 및 소포 융합에서 중요한 역할을 합니다. synaptosomal-associated protein 23 (SNAP-23), syntaxin-4 (STX4), vesicle-associated membrane protein 2 (VAMP-2)는 SNARE protein complex의 주성분으로 알려져 있다[2]. 이전 보고서에서는 SNARE 단백질의 하향 조절이 인슐린 저항성을 가속화한다는 사실을 확인했습니다[3]. 지난 몇 년 동안 많은 양의 데이터가 허브 성분이 많은 대사 장애를 개선할 수 있는 많은 유익한 효과를 가지고 있음을 보여주었습니다[4,5,6]. Côté et al.의 연구 시도. 쥐 모델에서 십이지장 SIRT1 단백질 감소와 간 포도당 생성 감소를 통해 RES 보상된 인슐린 저항성을 급성 십이지장 내 주입하는 것으로 나타났습니다[4]. Gencoglu et al. 는 RES의 복강 내 투여가 visfatin의 발현을 정상화하고 골격근에서 SIRT1 발현을 상향 조절함으로써 당뇨병 쥐의 인슐린 저항성을 완화했다고보고했습니다. RES 공급은 쥐의 스트렙토조토신 유도 당뇨병에서 GLUT4 및 GLUT2 발현을 증가시킵니다. 전반적으로, 이러한 발견은 인슐린 저항성에 대한 RES 보충의 유익한 효과에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다. 유망한 치료 적용에도 불구하고 낮은 장 흡수 및 위장 분해는 주로 경구 투여 시 RES의 낮은 생체 이용률로 이어집니다[7].

지난 몇 년 동안 nanomedicine은 낮은 생체 이용률, 낮은 안정성 및 표적화 전략의 향상을 극복하기 위해 많은 약물의 약물 전달에 대한 지능적인 접근 방식을 제공했습니다[8]. 이와 같이 미셀, 리포솜, 고분자 나노입자 및 고체 지질 나노입자(SLN)는 가장 유명한 약물 전달 시스템이다[9, 10]. 최근 연구에 따르면 RES를 나노 규모 전달 시스템에 통합하는 것이 한계를 우회하는 편리한 방법이며 임상 시도에서 순수한 약물 현탁액보다 더 효과적일 수 있습니다[11]. 최근 증거에 따르면 고체 지질 나노입자(SLN)에 약물을 통합하면 경구 투여 시 RES의 생체 이용률이 증가할 수 있습니다[11, 12]. Frozzaet al. RES의 나노 캡슐화는 뇌 조직의 약물 농도를 증가시켜 알츠하이머 병에 대한 신경 보호 효과를 향상시키는 것으로 나타났습니다[13]. 위에서 언급한 이전 보고서에 따르면 RES를 지질 코어 나노 입자에 캡슐화하면 경구 생체 이용률의 상승을 통해 RES보다 인슐린 저항성을 향상시킬 수 있다고 제안되었습니다.

현재 작업은 구강 생체이용률을 개선하기 위해 RES가 장착된 SLN(SLN-RES)의 개발, 최적화 및 특성화에 중점을 두었습니다. 따라서 본 연구에서는 SLN-RES를 준비하고 그 특성을 알아보기 위해 노력하였다. 그런 다음, SLN-RES의 경구 치료가 제2형 당뇨병이 있는 쥐에서 공복 혈당(FBS), 인슐린 및 산화 스트레스 매개변수에 미치는 영향을 평가했습니다. 또한 지방 및 근육 조직에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 유전자 발현에 대한 SLN-RES의 경구 투여 효과를 조사했습니다.

자료 및 방법

자료

Trans-resveratrol(> 99%)은 Mega Resveratrol(미국)에서 제공되었으며 streptozotocin(STZ) 및 니코틴아미드(NA)는 Sigma-Aldrich(독일)에서 구입했으며 수소화된 대두 레시틴(S100)은 Lipoid KG(독일 루트비히스하펜). 수소첨가 팜유(S154)는 Condea(Witten, Germany)에서, TRIzol 시약 및 cDNA 합성 키트는 Invitrogen(USA)에서 제공되었습니다. 인슐린 쥐 ELISA 키트는 Bio-Equip(중국)에서 구입했습니다. 다른 제품 및 용매는 분석 등급에서 사용되었습니다.

SLN-RES 준비

SLN-RES는 이전 연구에 따라 약간의 수정을 거쳐 제작되었습니다[14]. 간단히 말해서, 40 mg S100 및 1 g 소르비톨을 15ml 증류수에 첨가하고 수상으로서 70 °C에서 가열하였다. 100 mg S154, 70 mg S100 및 RES를 포함하는 유기상을 70 °C에서 녹인 다음, 5 ml 클로로포름을 유기 용매로 첨가하였다. 이어서, 유기 용매가 제거될 때까지 유기상을 1000 rpm/분으로 교반하면서 예열된 수상과 빠르게 혼합하였다. 생성된 현탁액을 2분 동안 초음파 처리한 다음 지질 매트릭스를 빠르게 고형화하기 위해 1000rpm/min으로 2시간 동안 연속 교반하면서 냉수(2 °C)에 주입했습니다. 그런 다음 샘플이 건조될 때까지 어두운 조건에서 유지되었습니다. 생성된 샘플을 원심분리하여 증류수로 2회 세척하여 유리 약물을 함유하는 상청액을 제거하였다. 상층액은 포획 효율 측정 대상이 되었습니다. ( 에). 높은 EE를 달성하기 위해 용융된 지질 상에 다른 양의 순수한 RES(30, 50 및 70 mg)를 추가하여 일련의 SLN을 제조했습니다. 평균 입자 크기, 다분산 지수(PDI), 표면 전하(제타 전위) 및 SLN의 EE에 대한 RES 로딩의 영향을 평가했습니다(표 1).

SLN-RES의 특성

SLN-RES의 평균 직경 나노입자, 제타 전위 및 PDI는 레이저 회절법(Zetasizer Nano-ZS; Malvern Instrument, UK)으로 측정하였다. SLN-RES를 증류수(1/30)에 희석한 후 특성화를 수행했습니다.

포획 효율성

EE 값은 다음 방정식을 사용하여 총 RES에 대한 SLN에 대한 트랩된 RES의 백분율로 정의됩니다. 갇힌 RES의 양은 캡슐화된 RES에서 유리 RES를 분리하여 결정되었습니다. 유리 RES는 310 nm에서 UV 분광광도계를 사용하여 정량화되었습니다.

$$ \mathrm{EE}\%\kern0.5em =\kern0.5em \left[\left(\mathrm{weight}\kern0.5em \mathrm{of}\kern0.5em \mathrm{total}\kern0. 5em \mathrm{약물}-\mathrm{가중치}\kern0.5em \mathrm{of}\kern0.5em \mathrm{untrapped}\kern0.5em \mathrm{약물}\right)/\left(\mathrm{weight }\kern0.5em \mathrm{of}\kern0.5em \mathrm{총계}\kern0.5em \mathrm{약물}\right)\right]\times 100 $$

체외 약물 방출 연구

RES의 시험관 내 약물 방출 패턴을 다음과 같이 분석하였다. 제조된 SLN-RES를 pH 7.4 및 1.2에서 교반하면서 혈장 배지에 용해시켰다. 정의된 시점(0.5, 1, 2, 4, 6 및 8 h)에서 정의된 양의 배지를 회수한 다음 유리 형태의 RES를 정량화하기 위해 0.24μm 주사기 필터로 여과했습니다. 필터링된 RES는 배지로 방출된 RES의 양을 나타냅니다.

투과 전자 현미경

형태학적 특성화는 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 평가되었습니다. 간단히 말해서, SLN-RES를 탄소 코팅된 구리 그리드에 펴고 TEM ZEISS에서 관찰했습니다. SLN-RES의 표면 형태, 응집 및 불규칙성이 특성화되었습니다.

푸리에 변환 적외선 분광기

S100, RES 및 SLN 및 SLN-RES의 건조 샘플을 적외선 분광계(FTIR PerkinElmer, USA)를 사용하여 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)으로 분자간 상호 작용 및 나노 입자의 표면 화학 특성을 확인하기 위해 분석했습니다. 스펙트럼은 400 및 4000 cm -1 범위에서 획득되었습니다. . 건조된 샘플은 펠렛을 형성하기 위해 KBr을 사용하여 준비되었습니다.

동물 연구 디자인

20마리의 수컷 Wistar 쥐(200–250 g)가 Razi Institute의 Animal House(이란)에서 제공되었습니다. 동물은 Hamadan University of Medical Sciences의 윤리 위원회에서 승인한 프로토콜에 따라 처리되었습니다. 쥐에게 신선한 물과 표준 음식을 공급하고 통제된 조건(25 ± 2 °C 및 조명 12시간 명암 주기)에서 유지했습니다. 제2형 당뇨병은 STZ 65 mg/kg(구연산나트륨에서 0.1 M, pH, 4.5)과 니코틴아미드 110 mg/kg을 단일 용량으로 복강내 주사하여 유도되었습니다[15]. FBS 수준은 3 일 후에 측정되었습니다. 포도당 수치가 150 이상인 쥐를 당뇨병 모델로 간주했습니다. 일주일 후, RES와 분말 SLN-RES를 증류수에 녹이고 1 개월 동안 매일 위관 영양법으로 경구 투여했습니다. 동물을 무작위로 각 그룹에 5마리씩 4개의 그룹으로 나누었습니다:HC, 건강한 대조군; DC, 당뇨병 조절; RES, 10 mg/kg의 레스베라트롤을 경구 투여한 당뇨병 랫트; 및 SLN-RES, 레스베라트롤이 로딩된 고체 지질 나노입자를 경구로 처리한 당뇨병 랫트(10 mg/kg RES를 함유하는 분말 SLN-RES 샘플). 연구가 끝나면 동물의 체중을 측정한 다음 케타민과 자일라진을 복강 내로 마취했습니다(각각 100 mg/kg 및 10 mg/kg). 그 후, 심장 천자에서 혈액을 수집하고 혈청을 분리하여 - 20 °C에 보관했습니다. 그 후, 골격근과 내장 지방 조직을 채취하여 즉시 동결하고 추가 분석을 위해 - 80 °C에서 보관했습니다.

공복 혈당 측정

FBS는 colorimetric assay kit(Pars Azmun, Iran)로 측정하였다.

혈청 인슐린 측정

인슐린의 혈청 수치는 제조사의 지시에 따라 시판되는 ELISA 키트(Bio-Equip, China)로 측정하였다. 인슐린 저항성은 항상성 모델 평가(HOMA) 공식을 사용하여 계산되었습니다.

총 항산화 용량

제2철 환원을 위한 샘플의 능력(Fe +3 ) 철(Fe +2 )를 총 항산화능(TAC)으로 결정하였다. Fe 2+ 사이의 반응 및 2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine(TPTZ)은 파란색 착물을 생성합니다[16].

총 티올 그룹

총 티올기(-SH)는 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid)(DTNB) 시약을 사용하여 측정하였다. 이 시약은 티올기와 반응하여 노란색 착물을 생성합니다[17].

지질 과산화 분석

지질 과산화 과정의 최종 생성물인 Malondialdehyde(MDA)는 비색법을 사용하여 측정되었습니다. 과산화된 지질은 티오바르비투르산(TBA)과 반응하여 분홍색 복합체를 생성합니다. 1,1,3,3-테트라에톡시프로판이 표준물질로 사용되었습니다[18].

총 산화제 상태

시료의 산화전위는 TOS(Total Oxidant Status) 방법으로 측정하였다. 간단히 말해 Fe +3 및 자일레놀 오렌지는 산성 조건에서 착색된 복합체를 생성합니다. 분석은 H2로 보정되었습니다. O2 , 그리고 결과는 μM H2로 표현되었습니다. O2 등가/L [19].

정량적 역전사 중합효소 연쇄 반응

Snap23, Stx4 및 Vamp2의 유전자 발현을 확인하기 위해 정량적 역전사 중합효소 연쇄 반응(qRT-PCR)을 수행했습니다. TRIzol 시약을 사용하여 급속 냉동 지방 및 근육 조직에서 총 mRNA를 추출했습니다. mRNA 양과 품질은 NanoDrop UV 분광 광도계(BioTek Laboratories, Inc., USA)를 사용하여 결정되었습니다. mRNA는 RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit를 사용하여 cDNA로 역전사되었습니다. CFX96 실시간 PCR 검출 시스템을 사용하여 특정 프라이머 서열로 정량적 증폭을 수행했습니다. 정방향 및 역방향 프라이머는 각각 유전자 증폭에 사용되었습니다. Snap23의 경우 5'-dTTCCGTTTCTGTCCAATAG 및 5'-dTTGTGCTTTCCAGAGACTCAT, Stx4의 경우 5'-dTCAGCAAGACTATTGTGGAAC 및 5'-dCCAAGATGAGAACAGTGACAGA. 유전자 발현의 상대적 변화는 2 -ΔΔCt 에 따라 계산되었습니다. 공식. 하우스키핑 유전자로 18s rRNA를 사용했습니다. 모든 실험은 삼중으로 수행되었습니다.

통계 분석

통계 분석은 SPSS 16 및 GraphPad Prism 6.00 소프트웨어, LaJolla, CA(USA)를 사용하여 수행되었습니다. 데이터는 평균 ± 표준편차(SD)로 표현하였다. 일원 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 그룹 간의 차이를 비교했습니다. <0.05는 유의미한 수준으로 간주되었습니다.

결과 및 토론

SLN-RES의 물리화학적 특성

Table 1에서 알 수 있듯이, 약물 대 지질 비율이 증가함에 따라 입자 크기와 PDI 값은 거의 일정했으며 이는 SLN에서 다중 인지질층이 형성되었기 때문일 수 있습니다[11]. 현재 나노 입자의 크기 범위는 장 흡수 및 간 및 비장 여과 시스템에 적합할 수 있는 약 250 nm였습니다[20]. 또한, 이 크기 범위는 SLN-RES의 순환 시간 증가 및 약물 방출 연장을 통해 RES의 생체 이용률을 향상시킬 수 있습니다. 더 작은 크기와 PDI 값을 갖는 나노 입자의 개발은 장내 흡수를 촉진할 수 있습니다. 제안으로 폴리에틸렌 글리콜(PEG)로 SLN을 수정하면 제형이 개선되어 투과성과 전신 순환 시간이 향상될 수 있습니다[21].

<표 1>과 같이 PDI 값이 0.4인 경우 분포가 불균일한 것으로 판단되어 덩어리가 존재함을 나타낸다. SLN-RES-30에서 RES 함량의 상승은 SLN에 수용될 확률을 높이는 데 도움이 되지만, EE 백분율이 분명히 고갈된 후 SLN-RES-70 제형에서 약물 함량이 증가했습니다. SLN-RES-70의 증가된 지질 함량은 모든 양의 RES를 SLN 매트릭스에 수용하기에 충분하지 않다고 결론지었습니다[22]. 그래서 SLN-50은 추가 조사를 위해 최적화된 제형으로 선택되었습니다.

제타 전위 결과는 현재 공식에 대해 음의 표면 전하(- 16.5 ± 17.7 mV)를 보여주었습니다. 형태학적 관찰과 관련하여, SLN-RES의 표면 전하는 입자 응집 현상을 방지하고 미세한 SLN 안정성에 충분하다고 간주되었다[21]. 약물이 있거나 없는 모든 제형의 제타 전위는 서로 거의 유사했으며, 이는 약물을 SLN으로 캡슐화하는 것이 담체의 표면 전하에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미합니다. 그 결과 RES의 친유성 특성으로 인해 약물이 SLN 내부에 위치하게 되었다[23].

체외 방출 분석

결과가 그림 1에 나와 있는 것처럼 pH =7.4 및 pH =1.2에서 서로 다른 방출 거동이 감지되었습니다. 6 h 및 1 h 후, 중성 및 산성 pH 조건에서 각각 약 70%의 RES가 나노입자로부터 방출되었다. 초기 폭발 방출은 초기 단계에서 나노입자 표면에 흡착된 약물의 방출에 기인한다[24]. 그 후, 지속 방출 방식은 약물-지질 상호작용, 농도 구배 및 유성 담체 코어로의 약물 혼입에 기인할 수 있다. 지속 방출 프로파일은 약물 혈청 농도를 향상시키고 결과적으로 생체 이용률 및 RES의 지시 전달을 증가시키는 데 도움이 됩니다. 제안으로, RES의 정맥내 투여는 위의 산성 상태를 우회할 수 있습니다[22].

<그림>

산성 및 자연 조건에서 SLN-RES에서 RES의 시험관 내 방출 프로필

형태 평가

그림 2에서 볼 수 있듯이 TEM 분석 결과 대부분의 입자가 20-30 nm 범위에서 규칙적인 구형 모양과 크기를 갖는 좋은 결과를 얻었습니다. 또한, 막대형 및 비정질 나노입자는 응집이 적으면서 관찰되었다. SLN의 입자 크기는 20에서 30 nm 사이로 추정되었으며 DLS 결과와 일치하지 않습니다(표 1). 이러한 불일치는 DLS 분석에서 샘플 희석을 통한 나노입자의 수화 결과일 수 있습니다. 또한 주사기 바늘로 찬물에 에멀젼을 지속적으로 주입하기 때문에 막대 모양의 나노 입자가있을 수 있습니다. 우리는 공식에 대한 충분한 표면 전하와 안정성을 나타내는 TEM 관찰에서 SLN 응집을 관찰하지 못했습니다[23].

<그림>

SLN-RES의 투과 전자 현미경 사진. 바=100nm

적외선 분광법으로 RES의 로딩 효율 검증

그림 3과 같이 레시틴 스펙트럼의 FTIR 결과는 3370–3390 cm -1 에서 넓은 피크를 나타냅니다. 이는 콜린 작용기로부터의 N-H 대칭 스트레치를 나타냅니다. 1735 cm −1 에서 피크 레시틴의 에스테르 화합물로부터 스트레칭된 C=O로 표시된다. 또한 2922, 2853 및 3010 cm −1 에서 특성 피크 이는 CH 그룹의 스트레칭 때문입니다. SLN 스펙트럼은 이동 없이 레시틴 스펙트럼과 유사한 몇 가지 특징적인 피크를 나타내었지만, SLN에 배치하면 레시틴에 속하는 피크의 강도가 크게 감소했습니다. 이는 친수성 환경과 계면 활성제의 차폐 효과 때문일 수 있습니다. 본 연구에서 RES 스펙트럼은 3290 cm -1 에서 흡수대를 포함하는 작용기를 나타냈다. 알코올 그룹에 속하는 O-H 스트레칭으로 인해 965 cm −1 트랜스 C=C 결합의 경우, 1154 cm −1 C-O 스트레칭용, 1445 cm −1 및 1587 cm −1 방향족(AR) 고리에서 C=C 스트레칭의 경우, 1606 cm −1 알켄 그룹의 C-C 스트레칭용. 또한 RES는 770 cm -1 에서 단일치환된 C-H 굽힘의 강도가 강한 특징적인 피크를 나타냈습니다. 3020 cm −1 에서 Ar-C-H 스트레칭 . RES의 ArO-H 그룹을 나타내는 1175-1263에서 강도의 피크가 있었습니다. 우리의 결과는 RES의 SLN 통합을 검증한 반면 RES 지문은 SLN-RES에서 반복되었지만 SLN 스펙트럼은 이 지문과 연관되지 않았습니다. 또한 1735–1740 cm −1 부근의 피크 모든 스펙트럼에서 레시틴 인지질의 에스테르를 나타내는 C=O 스트레칭(R-C(O)-O-R)에 기인합니다.

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SLN(고체 지질 나노 입자), SLN-RES(레스베라트롤 로딩 고체 지질 나노 입자), S100(레시틴) 및 RES(순수 레스베라트롤 분말)의 FTIR 스펙트럼

FTIR 데이터는 담체에서 약물의 존재를 검증했습니다. 3040–3670 cm −1 에서 넓은 피크가 있었습니다. 레시틴, SLN 및 SLN-RES에서 이는 샘플의 강한 소수성 특성에 기여하는 O-H 스트레칭으로 인한 것입니다. SLN과 SLN-RES 사이의 넓은 피크 이동은 RES가 SLN에 배치될 때 수소 결합 형성이라고 할 수 있습니다. 우리는 SLN-RES에서 C-H 스트레칭의 향상으로 인해 입자 표면이 레시틴으로 덮여 있다고 결론지었습니다. 한편, SLN-RES 스펙트럼에서 RES 지문의 감소된 강도는 SLN 구조에서 RES의 지질 피복을 의미한다. RES와 SLN-RES의 특징적인 피크 간의 차이는 RES와 다른 제형 성분 사이에 잠재적인 화학적 상호작용이 있음을 입증했습니다. 1000 cm −1 에서 명백해진 새로운 피크 SLN-RES에서 RES와 레시틴 사이의 상호 작용을 나타내는 Ar-O-R에 기인했습니다. 한편, RES 스펙트럼에서는 1106 cm −1 에서의 흡수대역 SLN-RES에서 사라진 Ar-O-H 그룹과 관련이 있습니다. 이 변경은 RES와 SLN 간의 상호 작용에 대한 또 다른 증거를 제공합니다. 또한 2850–2900 cm −1 에서 강도가 증가했습니다. SLN에서보다 SLN-RES에서 계면 활성제의 표면 국소화 증가 및 코어 나노 입자에 RES 배치로 인한 C-H 스트레칭의 향상을 나타냅니다. 전반적으로, 우리의 결과는 레시틴에 의해 조각된 지질 코어 SLN에 RES의 통합을 검증했습니다[11, 22].

체중 증가, 공복 혈당, 인슐린 및 HOMA 지수에 대한 RES 및 SLN-RES 치료의 효과

표 2의 결과는 DC 그룹에서 STZ 주사가 HC 그룹보다 체중을 유의하게 감소시키는 것으로 나타났습니다. RES 투여는 DC군에 비해 체중 감소를 방지하였다. SLN-RES는 HC 그룹에 의존하는 반면 RES 치료보다 정상 체중에 더 많이 기여합니다. 이전 보고서에 따르면 SLN-RES의 경구 투여는 복강 내 투여시 유리 RES와 유사한 효과를 보였습니다. Gencogluet al. 는 RES의 복강 내 치료가 당뇨병 유도 후 체중에 도움이 되었지만 RES를 받은 당뇨병 모델의 최종 체중은 건강한 쥐보다 10% 낮았다고 보고했습니다[25].

표 2에 나타난 바와 같이 FBS는 HC군에 비해 DC군에서 유의하게 상승하였다. 연구 종료 시 혈청 FBS는 DC 그룹과 비교하여 RES 및 RES-SLN 처리 모두에 의해 감소했습니다. 당뇨병 유도는 HC 그룹과 비교하여 인슐린의 혈청 수준을 감소시켰다. 흥미롭게도, 당뇨병 쥐에서 인슐린의 혈청 수준은 RES-SLN 치료에 의해 보상되었습니다. RES와 SLN-RES의 투여는 DC군보다 HOMA를 현저하게 개선시켰다. SLN-RES군에서 HOMA가 HC군에 가까워지는 RES 치료보다 우수하였다.

SLN-RES로 얻은 저혈당 효과는 RES보다 훨씬 더 좋았는데, 이는 혈액 내 나노캡슐화된 RES의 개선된 장 흡수 및 증가된 순환 시간으로 인한 것일 수 있습니다. 우리의 제안과 일치하여 Sadi et al. STZ 유발 당뇨병에서 RES의 복강내 치료가 심각한 저혈당 효과 및 개선된 인슐린 저항성과 일치함을 보여주었다[26].

산화 스트레스 매개변수의 혈청 수준에 대한 RES 및 SLN-RES 치료의 효과

표 3에서 언급한 바와 같이, 본 연구에서 당뇨병 유도는 HC 그룹에 비해 항산화 지표를 감소시키고 산화 지표를 증가시키는 것으로 이어진다. RES 치료는 혈청 TAC 수치의 고갈을 예방하고 MDA의 상승을 억제했습니다. 놀랍게도, SLN-RES 치료는 혈청 TAC 및 MDA 수준을 완전히 회복시킬 수 있었습니다. 아마도 RES의 증가된 순환 시간은 RES-SLN의 더 나은 조절 효과로 이어졌을 것입니다[27]. 현재 결과와 일치하여, Gokce et al. SLN 및 RES를 포함하는 나노구조 지질 운반체(NLC)는 세포 배양 섬유아세포에서 세포내 ROS를 감소시킨다고 보고했습니다[28]. 또한 Coradini와 공동 저자들은 지질 담체에 RES와 커큐민을 함께 캡슐화하면 시험관 내에서 하이드록실 라디칼을 현저하게 감소시킨다고 보고했습니다[29]. 또한, RES-SLN의 투여는 DC군에 비해 TOS 값의 감소 및 -SH 수준의 증가를 유의하게 유도하였다. 그러나 RES 치료는 RES의 약한 항산화 효과를 나타내는 TOS 및 -SH 수준을 개선하지 않았으며 이는 경구 투여 시 RES의 낮은 생체 이용률에 기인할 수 있습니다.

지방 조직에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 유전자 발현에 대한 RES 및 SLN-RES 처리의 효과

이전의 시도는 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 유전자 발현의 상승이 인슐린 저항성을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 오 등. 트랜스제닉 모델의 췌장 세포에서 Stx4의 과발현이 인슐린 저항성을 개선한다고 보고했습니다[30]. 여기서 RES 처리는 지방에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 유전자 발현을 분명히 유도했습니다(그림 4a-c). Farimaniet al. RES 처리는 당뇨병 쥐 모델의 지방 조직에서 Stx4와 Vamp2의 유전자 발현을 유의하게 하향 조절함을 보여주었다[31]. 아마도 RES의 혈청 제거 반감기가 지방 조직 약물 노출에 충분하지 않은 지방 조직에서 RES와 SLN-RES 치료 사이에 유의미한 변화가 관찰되지 않았습니다. Snap23의 유전자 발현은 피드백 메커니즘을 통해 전사 억제를 유발할 수 있는 지방세포에서 SNAP23 단백질의 과잉 생산의 결과일 수 있는 RES 및 SLN-RES에 영향을 미치지 않았습니다. 이 질문을 해결하기 위해 SNAP23의 단백질 수준 측정은 현재 데이터를 더 자세히 설명할 수 있습니다. 또한, 시간 경과 방법을 사용한 간 Snap23 발현의 측정은 우리의 관찰을 명확하게 설명할 것입니다.

<그림>

지방(a)에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 mRNA 수준에 대한 RES 및 SLN-RES 처리의 효과 – ) 및 근육 조직(df ). α , DC 그룹에 비해; δ , RES와 SLN-RES 그룹 사이에 유의한 차이가 있었습니다(p <0.05); π , HC 그룹으로 복원됨(HC 그룹과 비교하여 유의한 차이가 없었음(p> 0.05)). 데이터는 평균 ± SD로 표시되었습니다.*p <0.05, + <0.01, # <0.001

근육 조직에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 유전자 발현에 대한 RES 및 SLN-RES 처리의 효과

그림 4d–f에서 볼 수 있듯이 DC 그룹의 STZ 주입은 HC 그룹과 비교하여 근육 조직에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 하향 조절과 관련이 있었습니다. SLN-RES는 자유 형태의 RES보다 근육 조직에서 Snap23 및 Stx4의 발현을 더 잘 유도했습니다. 우리는 Vamp2의 유전자 발현에 대한 최상의 결과를 관찰했습니다. SLN-RES의 경구 투여는 Vamp2의 하향 조절을 정상 수준에 가깝게 보상했습니다. 우리의 결과와 유사하게 Mullinadhan et al. 성인 수컷 흰둥이 쥐에 bisphenol-A를 투여하면 비복근에서 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 단백질 발현이 증가한다는 사실이 밝혀졌습니다[32]. RES-SLN 투여를 통한 RES의 흡수 증가 가능성은 RES-SLN이 근육 조직에 도달할 가능성을 향상시켜 Snap23, Stx4 및 Vamp2의 유전자 발현에 대한 더 나은 조절 효과를 유도할 수 있습니다. 이전 증거에 기초하여, SLN-RES의 잠재적 침투 능력과 세포 흡수 능력은 지방 및 근육 조직에서 SNARE 단백질의 유전자 발현에 대한 SLN-RES의 다양한 효과를 담당할 수 있는 RES의 조직 축적에 영향을 미칩니다. In other words, our results supported differently in vivo biodistribution pattern of RES in intact form within the SLN.

Conclusion

We prepared suitable nanocarrier in terms of physicochemical and morphological properties for oral delivery of RES. In light of our result, we concluded that SLNs could serve as a promising delivery system to enhance the therapeutic effect of oral treatment of RES against insulin resistance through improving the hypoglycemic effect and elevating the expression of Snap23, Stx4, and Vamp2 in adipose and muscle tissue. However, subsequent studies will be necessary to identify the in vivo biodistribution and pharmacokinetic properties of SLN-RES.

데이터 및 자료의 가용성

이 연구 동안 생성되거나 분석된 모든 데이터는 이 출판된 기사에 포함됩니다.

약어

RES:

Resveratrol

SLN:

Solid lipid nanoparticle

SLN-RES:

Resveratrol-loaded solid lipid nanoparticle

SNAP-23:

Synaptosomal-associated protein 23

STX4:

Syntaxin-4

VAMP-2:

Vesicle-associated membrane protein 2

TEM:

투과전자현미경

FTIR:

푸리에 변환 적외선 분광기

-SH:

Total thiol group

TAC:

Total antioxidant capacity

MDA:

Malondialdehyde

TOS:

Total oxidant status


나노물질

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