纳米的方法治疗药物成瘾

文摘

吸毒成瘾是世界范围的一个主要的健康问题,起主要作用。成瘾是由激活大脑内的多巴胺能通路。最初个体将药物根据他们的兴趣,然而使用不断产生变化,会使一个依赖的人失去控制,他们会沉溺于特定的药物。另一方面,纳米技术是一种科学努力,有利用和创造的材料在纳米尺度上。工程目前正在发展的行业在许多领域。技术预计将使创新和发挥着重要的作用在许多医疗应用程序。这篇文章会介绍一个工程科学的方法使小干扰RNA(短干扰RNA)利用黄金nanorod-DARPP-32复合物称为来自nanoplex专注于这个大脑中的多巴胺能的信号通路。的转变有一个金纳米棒的局部纵向等离子体共振峰之间的交互(GNRs)和核。有吸收来自nanoplex的多巴胺能神经元在体外电浆增加暗场成像。没有确定毒性的顺反子沉默来自nanoplex内证明了这些细胞减少的关键蛋白质的表达像DARPP-32, ERK和PP-1。 In vitro model of the blood–brain barrier (BBB) nanoplexes were shown to transmigrate. So, these nanoplexes utilizing brain-specific delivery of acceptable siRNA seems to be fitted for therapy of dependency and other brain diseases. Nanotechnology has associate increasing impact within the health care industry not only in diagnostic and therapeutic areas and also in the delivery targeted into specific sites and across some complicated biological barriers.

关键字

药物成瘾、纳米技术、基因沉默、核药物滥用

介绍

毒瘾是一种慢性疾病,特点是使用药物的强迫性和管理由个人的麻烦。最初的个人将药物根据他们的兴趣,然而使用不断产生变化,会使一个依赖的人失去控制,坚持服药。这些大脑的变化可能是持久的,这就是为什么依赖受到“复发”的疾病,因为人一旦收到药物成瘾治疗可以成为吸毒者在任何时候甚至多年后。

大脑的变化当有人需要药物吗?

大部分药物会影响大脑的“奖赏回路”洪水与多巴胺是一种化学信使。该系统控制身体能够体验快乐和鼓励个人重复做愉快的事,比如换最喜欢的食物,和爱的人在一起。人一次又一次地将药物由于过度刺激的奖励电路(1- - - - - -5]。

作为一个一直在使用这些药物时,大脑会得到调整,以增加多巴胺的水平,使细胞奖励电路没有反应。这导致一个国家称为宽容使个体采取药物比他们把第一次量不会有同样的经历。他们可能需要大量的药物,试图达到相当于多巴胺水平高。它也可以让他们少体验乐趣的事情一旦享受。

纳米技术是工程的一个分支处理即时电子电路和机械设备的设计和制造在分子水平上设计(6- - - - - -10]。纳米技术通常提到与微机电系统(MEMS);一个主题,有时包括技术在分子水平上。

纳米技术、多学科的科学努力,包括创造和运用材料、设备在纳米尺度上。工程部门目前正在爆炸性的发展在许多方面。纳米技术起着重要的作用在许多医疗应用,不仅在药物输送和分子成像以及生物标记和生物传感器11- - - - - -15]。这也扮演着重要的角色在Targetspecific药物治疗和早期诊断疾病的发病机理。

纳米技术在药物

纳米技术在药物的使用提供了一些令人兴奋的可能性。一些技术是完全虚构的,而其他人则在不同阶段的测试和真正的习惯。

纳米技术在药物包括纳米颗粒的应用目前处于开发阶段,同样时间变化分析,包括利用制造纳米机器人在细胞水平上创建维修(有时称为纳米)。不管你叫它什么,利用纳米技术领域内的药物可能彻底改变我们观察和治疗损害人体和疾病在未来,和大量的技术仅仅想象几年过去创造非凡的进展变成现实(16- - - - - -25]。

药物输送

目前的一个主要应用技术在药物开发涉及使用纳米粒子提供药物,光、热或其他物质特定形式的细胞(如肿瘤细胞)(26- - - - - -32]。粒子是建立在这样的一个订单,他们吸引病变细胞,允许这些细胞的直接治疗。这个系统可以减少伤害健康细胞体内疾病的早期检测和许可。

治疗技术

研究人员已经开发出“海绵”,吸收血液毒素和带他们离开。纳米海绵复合纳米颗粒涂上一个血红细胞膜。这将允许自由旅行的海绵在血液和吸引毒素(33- - - - - -40]。

诊断技术

科学家开发出了一种新的传感器技术通过使用碳纳米管是嵌入在凝胶;这可能是注射在皮肤下面看血中一氧化氮的程度。炎症是由一氧化氮的程度表示重要的是使炎性疾病的直接监督。有在实验室小鼠进行的检测传感器技术,它仍然功能一年。

纳米技术在药物成瘾

药物成瘾是世界范围的一个主要的健康问题,成瘾经历激活大脑内的多巴胺能通路。阿德拉c Bonoiu et al,倾向于介绍工程学的方法,利用黄金nanorod-DARPP-32核(短干扰RNA)复合物(来自nanoplex)专注于大脑内的多巴胺信号通路(41- - - - - -49]。的转变在金纳米棒的局部纵向等离子体共振峰(GNRs)与核习惯于展示他们的交互。电浆增加暗场成像已经习惯了可视化的吸收来自nanoplex在多巴胺能神经元在体外(50- - - - - -57]。顺反子沉默的来自nanoplex证明了这些细胞减少的关键蛋白质的表达(DARPP-32、ERK和PP-1)的途径,而不造成毒性。这些来自nanoplex证明轮回在副学位在体外血脑屏障(BBB)的模型。这些来自nanoplex利用brain-specific交付可接受的siRNA似乎适合治疗的依赖和其他脑部疾病(58- - - - - -63年]。

纳米技术将增加医疗保健行业内的影响不仅在诊断和治疗领域和交付目标到特定网站和一些复杂的生物障碍(64年- - - - - -69年]。

讨论

在毒品成瘾的激活大脑中的多巴胺能通路,其中腺苷3′,5′-monophosphate-regulated磷蛋白质(DARPP-32)有一个重要的角色。最近,每个多巴胺和盐受体参与DARPP-32造成变更,导致signal-regulated (MAP)酶(ERK) mitogenactivated蛋白激酶级联激活。ERK主要作用改变的一些药物滥用的属性(70年- - - - - -76年]。观测表明,中央分子引发DARPP-32与药物滥用相关的改变。因此,他们倾向于假定的隐蔽DARPP - 32质量表达式利用核对抗多巴胺能神经细胞会导致药物成瘾抑制。

然而,一个严重的限制这种基因沉默的就业方法是缺乏战略和有效的小干扰rna分子的专注于特定的细胞/组织。siRNA真的有短半衰期尤其是在生理条件下,因为它们容易受到内生核酸酶的降解。向量,因此,他们都不会仅仅保卫他们在生物环境中降解的过程,然而另外带细胞/组织和促进他们进入细胞。而且,大脑,这是药物成瘾治疗的器官无法核交付的器官,因为血脑屏障(BBB)的存在,负责brain-specific交付大分子药物的100%和九十八年的小分子神经病治疗(77年- - - - - -80年]。

最近两个纳米棒(GNRs)和金纳米粒子(国民生产总值)获得了更大的兴趣特有一些治疗和诊断代理运营商,最初,因为他们的生物相容性。他们的表面可以很容易地更换包括阳离子电荷,这将有静态络合常数与核是一种阴离子遗传物质,瞄准目标交付或沉默81年-86]。

阿德拉c Bonoiu引入了基于纳米技术的不同方法因素silencing-mediated药物成瘾治疗。他们倾向于解释GNRs静电络合与来自nanoplex用于调节多巴胺能沟通途径。此外,他们倾向于确定的交付来自nanoplex小干扰rna对丹DARPP-32因素涉及细胞不仅导致DARPP-32沉默,而且其他下游效应器分子通路,ERK和高分子phosphatase-1 (PP-1)。最后这些来自nanoplex表明相当高的轮回效力在BBB模型在体外免费的核。因此,这些来自nanoplex似乎理想安装brain-specific交付适用的siRNA不仅治疗成瘾和也不同的脑部疾病。

的GNR nanoplex-mediated调制的多巴胺能的沟通途径,与交通在BBB的观察在体外模型预测来指导新的纳米药物滥用的治疗选择调节大脑中的每个转录和转译事件关注成瘾行为。

治疗的主要目的是减少毒品的戒断症状。在这个地区这种基因沉默将有重要作用和一种新方法。

在这项研究中,他们有许多结果都鼓励和建议体内的方法。首先,来自nanoplex将负电荷与不同的生物分子和生理造成互动蛋白质流感。接下来,他们有一个非常高的影响效力的序列极其持续地沉默。最后,他们穿过BBB的能力在体外和维护他们的实用性影响体内成功。

其他研究已经进化发展量子棒(QR)交付的小干扰rna (siRNAs)人类神经细胞。显示多巴胺能通路,PEGlyated QRs具有不同官能团(胺和马来酰亚胺)设计相关的物质滥用行为选择性[87年- - - - - -91年]。该方法有更多的兼容性和非常有限的细胞毒性。

许多其他方法评估包括Lipofectamine siPORT和表面(PEI)开发聚合物。但在生理环境中毒性和高反应活性材料限制更多的研究(如体内)。

纳米技术的方法,利用siRNA-nanoparticle复合物是发展成为一个强大的工具用于治疗许多病理条件或行为在人类的大脑在基因水平。这可能siRNA-based疗法的应用不仅在药物成瘾,而且对许多不同的慢性疾病92年- - - - - -94年]。在当前报告,他们往往存在两种各向异性纳米晶体量子棒(QR)可以阻止来自nanoplex风格,这对基因silencingmediated磷脂胶束系统,支持药物成瘾治疗。

因为这DARPP-32过程中起着重要作用滥用行为涉及的激活大脑中的多巴胺信号通路,成瘾行为是由调制DARPP-32的基因表达。因为携带生物分子量子棒已经成为一个有吸引力的工具有机染料由于其独特的性质,如可调发射波长,单一激发供应大量的排放,少光漂白和长时间的倾向。这个限制是自然与重金属的毒性问题。在我们的研究中使用的磷脂(DSPE-PEG-Amine和DSPE-PEG-Maleimide)可以分为3根:(i) DSPE,疏水部分形成了QR为骨料,(2)挂钩,垫片克服空间障碍和(iii)胺或maleimide-functional组核结合通过静电力或共价键。磷脂中选择本研究由于出色的体内生物相容性,肿瘤药物负载能力和瞄准能力QD-phospholipid复杂的证明了我们的组。因此,这里给出的设计往往迅速采用,可能为我们提供一个额外的“层”,允许有针对性的治疗某些疾病随着就业的药物(95年- - - - - -97年]。

Mahajan的另一项研究表明,多巴胺和cAMP-regulated磷蛋白质DARPP - 32负责药物成瘾的病理改变转录和翻译后大脑的多巴胺神经元的事件。DARPP-32是细胞外的一个中央中介signal-regulated激酶(ERK)信号级联活动,激活机制,传播的成瘾行为的循环。Mahajan假设DARPP-32基因表达的多巴胺能神经元的抑制体内使用特定短干扰RNA (siRNA)将摆脱行为与吸毒有关。发现了一个创新的基因治疗药物成瘾的沉默DARPP-32利用一个创新,nanoparticle-based交付系统使用金纳米棒(GNR)包裹着siRNA特定DARPP-32加上tranferrin专门穿过血脑屏障(BBB)和神经元网游。在这个提议,他们化学特征GNR(纳米)和发展稳定的来自nanoplex含有核和转铁蛋白,可有效沉默DARPP-32体内基因表达的大脑中进行的一个高发地区的动物模型,从而抑制成瘾行为。此外,他们生成机理药效学(PD)模型评估DARPP-32信号及其在药物动力学的影响。

基于上述假设,随后的具体目标计划。

1)优化条件有效交付的黄金来自nanoplex BBB,体内,建立大鼠慢性滥用鸦片用人模式GNR-DARPP - 32核来自nanoplex和基因沉默,从而判断其结果DARPP-32的蛋白表达。

2)分析的影响交付GNR-DARPP-32 siRNA来自nanoplex体内对鸦片戒断行为建立的大鼠模型的长期滥用鸦片。

3)开发预测模型DARPP-32信号采用一种新颖的多尺度分析方法计算出电池系统和药物因素之间复杂的相互关系将会影响药物成瘾及其治疗。

进一步药效学模型可以摆脱这个研究将促进描述,理解,和预测复杂的神经递质与受体之间的相互作用和复杂机制的行动背后药物成瘾的方法。药物滥用的作用于大脑的多巴胺系统和扰乱多巴胺的功能和cAMP-regulated蛋白质三十两kDa (DARPP-32),这是至关重要的病理过程依赖。这个项目涉及沉默DARPP-32基因表达的小干扰rna治疗使用基于创新的纳米技术传递给大脑体内药物成瘾治疗的新方法(98年- - - - - -One hundred.]。此外,他们将生成药效学(PD)模型来评估DARPP-32依赖性信号及其影响。

结论

Nanotherapy,结合古代心理和科学方法,可能会产生一个更实用的治疗方法。然而,有许多局限性有效核交付和活动应该克服体内实现治疗有效的序列沉默。虽然研究表明这种使用的有效性GNRs siRNA好运输平台,在体外体内,它们的有效性必须确定。

的能力GNR-siRNA来自nanoplex穿过血脑屏障建议他们也可以由外周静脉输液的路线。最后,这不仅是唯一的治疗成瘾的治疗。相反,DARPP-32序列沉默可能最初打断上瘾的循环使用。此外,这种纳米序列沉默的方法另外可能有一个任务在广泛应用治疗各种不同的大脑特定疾病或障碍。

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