Nat Commun | 以肠溶胶囊给药为原型，一种新型的药物递送方式被研究用于放疗辐射防护和菌群调节！
众所周知，肿瘤放射治疗是一种重要的抗癌手段。在放疗的实施过程中，肿瘤周围的正常组织也难免会受到辐射的损伤，进而导致不同程度的放疗副作用。其中，正常肠道组织在受到辐射损伤后，可导致消化系统功能障碍、梗阻、穿孔、感染等不良反应，严重影响放疗进程和患者的生存质量。此外，由于放疗辐照范围因人而异，肠道组织长度长、体积大，全面的肠道辐射防护往往难以实现。针对这一问题，具有临床转化潜能的新型材料或药物递送系统仍较为缺乏。氨磷汀（Amifostine，AMF）是一种经静脉给药的辐射防护药物，可选择性保护正常组织免受辐射损伤，但其尚未被制备为口服制剂用于肠道的辐射防护，这与该药物代谢快、不耐酸等特点有关。因此，开发克服该药物口服障碍的给药策略，将有希望实现对肠道的有效辐射防护。
近日，浙江大学转化医学研究院周民教授团队联合哈佛大学医学院陶伟教授团队，在上述问题的研究中取得新进展，在Nature Communications发表题为Microalgae-based oral microcarriers for gut microbiota homeostasis and intestinal protection in cancer radiotherapy的研究论文。该研究利用一种可食用的天然微藻装载辐射防护药物氨磷汀，制备用于口服的药物递送系统（SP@AMF）。该系统可保护药物不被胃酸灭活，并通过肠道长时间滞留和药物缓释，实现在小肠各段均匀的高浓度药物分布，从而实现对小肠全长的有效保护，预防放疗导致的肠道损伤。
该药物递送系统可在胃酸中保持形态，有效保护药物活性；微藻载体的微米级别尺寸以及螺旋形态，有助于其在肠绒毛间的滞留和药物缓释；该递送系统可随胃肠道消化而逐级破碎，使药物在肠道中的释放更加充分。荧光成像检测和药物动力学检测均显示，该药物递送系统显著提高了肠道各部位的药物浓度。动物模型研究显示，该递送系统不仅可有效预防肠道辐射损伤，且对小肠各段（十二指肠、空肠和回肠）的保护作用均较为显著。
相比氨磷汀单药及其肠溶胶囊，该药物递送系统均表现出更全面、更优越的肠道防护效果，并可显著延长辐照损伤小鼠的生存期。在原位结肠癌放疗动物模型中，该系统表现出对正常肠道组织的选择性保护，对肿瘤的辐照杀伤未产生不良影响。小鼠粪便16sRNA基因测序显示，该系统可有效维持辐照后的肠道菌群平衡，促进营养吸收及辐照损伤的恢复，这主要归功于微藻的菌群调节作用。此外，在长期口服给药后，该系统表现出良好的生物安全性。
针对在临床肿瘤放疗中常见的肠道辐射损伤问题，此研究基于可再生、可口服的天然微藻，制备用于肠道辐射防护的口服给药系统。该系统效果显著、制备简易、安全性高，具有较大的临床转化及应用潜力。
基于天然微藻的口服药物递送系统的合成步骤及其肠道辐射防护作用原理
与AMF肠溶胶囊(Cap@AMF)相比，SP@AMF对整个小肠的辐射防护更全面。图a将药粉装入肠溶胶囊。
AMF肠溶胶囊(Cap@AMF)的生物分布和辐射防护作用。小鼠肠溶胶囊、药物灌装器和口服给药装置均购自上海玉研仪器。胶囊主要由明胶制成，包覆有聚丙烯酸酯树脂材料。它能溶解在pH 6.3-6.8的溶液中。胶囊的药物灌装和输送过程按照操作说明书(http://www.yuyanbio.com)进行。
浙江大学转化医学研究院周民团队博士生张东晓、浙江大学转化医学研究院周民团队博士生钟丹妮和哈佛大学医学院Jiang Ouyang是论文的共同第一作者，浙江大学医学院附属第二医院/转化医学研究院周民研究员，哈佛大学医学院陶伟教授和哈佛大学工程与应用科学学院Xingcai Zhang为论文的共同通讯作者。
周民团队近年来研发了一系列微藻活性生物材料，并系统的研究其在生物医学领域的应用与临床转化研究。前期，周民团队开展了基于工程化修饰活性微藻在口服肠炎药物递送系统 (Sci. Adv. 2021)；肿瘤乏放化疗治疗的研究（Sci. Adv. 2020, Small 2020, ACS. Appl. Mater. Interfaces 2020, Theranostics 2021, View 2021）; 磁性微藻微纳机器人系统（Adv. Funct. Mater. 2020）; 螺旋藻抗感染凝胶（Nano Today 2021, Adv. Therapeutics. 2020）等系列研究，并取得了一系列开创性的进展。该团队正在开展微藻药物的大动物模型药理和毒理学系统研究，推动其临床转化。
上述周民团队的文献中使用了玉研仪器的啮齿动物胃溶/肠溶胶囊。
该胶囊是难溶性、悬浮材质的理想给药选择，不受赋形剂影响，可以极好地隐藏某些具有难以接受的气味和味道的药物。适用于缓释颗粒、漆片及标记的氧化铬等给药使用。
该胶囊可以包裹的药物的形态一般有三种：干物质(powder, beadlets, crystals,paint flakes), 胶体(pastes)，非水溶类液体(non-aqueous liquids)。装填的药物不可对明胶囊材有溶解和反应。对于易在胃中被破坏的药物，以及一些需要肠溶性的药物，我们首先建议科研人员自己来用肠溶型包衣来包被胶囊。
但是玉研仪器同样提供可直接使用的肠溶胶囊，其在出厂时即包被了肠溶型的包衣，可以达到在PH6.8缓冲液中1小时内崩解的条件，十分适合进行需要在肠道内释放的药物研究。
同时我们还提供完整的装药与投药装置，可以令学习成本降到最低，使经验不足的实验人员在最短时间实现对药物的装填，以及给动物投药的操作。
上海玉研仪器具备完善的各类实验动物药理毒理学研究相关的实验设备，提供各类经口给药的相关胃溶肠溶胶囊以及灌胃针，经血管给药的各类导管、输液港，经皮下或腹腔长期给药的胶囊渗透压泵，长期清醒给药的动物输液系统，以及口鼻暴露染毒系统、全身暴露染毒系统等各类高度可定制化的染毒系统。
上海玉研科学仪器有限公司是一家专业为动物实验、动物研究领域提供科学仪器和技术服务的公司。我们着力于提供卓越的动物科研相关设备和实践经验，选择使用广泛、应用成熟、性能先进的实验仪器和实验方法，为国内实验室建设、研究、课题进展提供科学、合理的解决方案，助力科研，成就科研！
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