文献：CAQK modification enhances the targeted accumulation of metformin-loaded nanoparticles in rats with spinal cord injury

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1549963422000120

作者：Ting Li , Pei Jing , Lingling Yang , Yujie Wan , Xingjie Du , Jun Wei , Meiling Zhou , Zhongbing Liu , Yan Lin , Zhirong Zhong

相关产品：NHS-PEG5000-MAL（活性酯-聚乙二醇5000-马来酰亚胺）

原文摘要：

 Spinal cord injury (SCI) often causes neuronal membrane rupture and immediate death of neurons, followed by complicated secondary injuries. Treatment of SCI still remains a major challenge in clinical practice; thus, a great advance is urgently needed in this field. Metformin (MET) has anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-apoptotic and neuroprotective properties, which may exert a potential therapeutic effect on SCI. In this study, we established a zein-based MET-loaded nanodrug system (CAQK-MET-NPs) for the targeted drug delivery for SCI. The results showed that MET could be effectively encapsulated into zein to obtain the zein-based spherical nanoparticles. Pharmacokinetic analysis indicated that CAQK-MET-NPs exhibited sustained-release and long-term therapeutic effects. The fluorescence imaging and tissue distribution experiments showed that CAQK-MET-NPs could efficiently accumulate at the lesion site of SCI rats. In conclusion, CAQK-MET-NPs may be a promising nanodrug for the treatment of SCI.

NHS-PEG5000-MAL:NHS - PEG5000 - MAL 是一种功能性的聚乙二醇（PEG）衍生物。“NHS” 代表 N - 羟基琥珀酰亚胺（N - Hydroxysuccinimide），“MAL” 代表马来酰亚胺（Maleimide），“PEG5000” 表示聚乙二醇的分子量约为 5000。它的分子结构主要由中间的聚乙二醇链连接一端的 N - 羟基琥珀酰亚胺基团和另一端的马来酰亚胺基团构成。聚乙二醇链赋予了分子良好的水溶性和生物相容性。N - 羟基琥珀酰亚胺基团是一种活性酯，它能够与含有伯胺（- NH₂）的分子快速反应，形成稳定的酰胺键。马来酰亚胺基团则对含有巯基（- SH）的分子具有高度选择性，能够与之发生特异性的迈克尔加成反应（Michael addition reaction），生成稳定的硫醚键。基于NHS-PEG5000-MAL的性能，CAQK-MET-NPs的合成如下：

图：NHS-PEG-MAL结构式

将玉米醇溶蛋白溶解在合适的有机溶剂中，使用涡旋混合器充分涡旋混匀，制成一定浓度的玉米醇溶蛋白溶液。称取 MET，溶解在上述玉米醇溶蛋白溶液所在的有机溶剂中，通过涡旋、超声等方式将化合物 MET 均匀分散在玉米醇溶蛋白溶液中，形成玉米醇溶蛋白 - MET 混合体系。将 NHS-PEG5000-MAL 用合适的有机溶剂配制成适宜浓度的溶液。缓慢将配制好的 NHS-PEG5000-MAL 溶液加入到上述玉米醇溶蛋白 - MET 混合体系中，在温和搅拌的条件下进行反应，反应温度可根据试剂的稳定性等因素选择，反应时间通过预实验确定，期间可以间断性地涡旋混匀，确保反应充分进行。NHS-PEG5000-MAL 中的马来酰亚胺基团（MAL）可与玉米醇溶蛋白上合适的巯基（如果有）等官能团发生反应，实现对玉米醇溶蛋白的修饰，同时聚乙二醇（PEG）链可以改善体系的亲水性等性质，使其更有利于后续形成纳米化合物系统。反应结束后，将反应体系缓慢滴加到大量的缓冲溶液中，在滴加过程中可以同时使用超声仪进行分散处理，由于有机溶剂与缓冲溶液的混合以及体系环境的改变，玉米醇溶蛋白会自组装形成纳米粒，将化合物 MET 包裹在内部，从而形成 CAQK-MET-NPs 纳米化合物系统。

图：合成示意

结论：

该文献成功制备出基于NHS-PEG5000-MAL合成的纳米系统CAQK-MET-NPs。药代动力学分析表明，CAQK-MET-NPs表现出缓释和长期heal作用。荧光成像和组织分布实验表明，CAQK-MET-NPs可以有效地积聚在病变部位。