阿米卡星 (Amikacin) 是一種廣泛使用的抗生素，但其引起的腎毒性是臨床上的一大挑戰。傳統上，間質幹細胞 (MSCs) 療法被認為有潛力修復受損的腎臟，但其效果往往受到幹細胞存活率低和在發炎環境中功能受限的影響。為了解決這個問題，一項最新的研究探索了將蘆薈 (Aloe vera) 的活性成分透過奈米技術傳輸，以增強 MSCs 療法的效果。
研究背景：阿米卡星腎毒性與傳統療法的局限性
藥物引起的腎毒性 (DIN) 是導致腎功能衰竭的重要原因之一。阿米卡星作為一種氨基糖苷類抗生素，雖然對抗多種細菌感染有效，但其腎毒性限制了其臨床應用。DIN 不僅降低藥物療效，還會使癌症治療、腎臟移植和代謝紊亂等疾病的治療更加複雜。
MSCs 療法在再生醫學領域備受關注，但單獨使用 MSCs 在治療阿米卡星腎毒性方面的效果並不理想。MSCs 在體內的存活率和歸巢能力有限，且在發炎的腎臟微環境中容易凋亡，這些因素都限制了其治療效果。
創新策略：蘆薈奈米粒子與幹細胞的協同作用
為了克服傳統 MSCs 療法的局限性，研究人員將重點放在提高蘆薈生物活性成分的利用率上。蘆薈具有抗氧化、抗發炎等特性，但其生物利用度較低。因此，研究團隊開發了兩種蘆薈奈米製劑：
載體型蘆薈奈米粒子 (AVENPS)：透過酸沉澱法製備，直接將蘆薈提取物製成奈米級顆粒。
幾丁聚醣包覆蘆薈奈米粒子 (AVE-CSNPS)：
利用離子凝膠法，將蘆薈提取物包覆在幾丁聚醣 (Chitosan) 奈米粒子中。
幾丁聚醣是一種天然多醣，具有良好的生物相容性、生物降解性和黏膜黏附性，已被廣泛應用於藥物傳輸系統。將蘆薈提取物包覆在幾丁聚醣奈米粒子中，可以保護其免受降解，提高其在體內的穩定性和生物利用度，並促進其靶向遞送到腎臟。
實驗設計與結果：AVE-CSNPS 展現優異的腎臟保護效果
研究團隊進行了一系列體內外實驗，以評估兩種蘆薈奈米製劑與 MSCs 聯合治療阿米卡星腎毒性的效果。
體外實驗
體外實驗結果顯示，AVE-CSNPS 具有顯著的抗氧化、抗發炎、抗凝血和細胞相容性。AVE-CSNPS 的平均粒徑為 40 奈米左右，具有較低的粒徑分佈指數 (PDI < 0.3)，表明其具有良好的均勻性和穩定性。這種奈米級尺寸有利於細胞攝取和生物利用度，而均勻的粒徑分佈則確保了批次間的一致性和可預測的體內行為，這對於治療效果至關重要。
體內實驗
體內實驗中，研究人員將阿米卡星誘導的急性腎損傷 (AKI) 小鼠分為以下幾組：
- MSCs 單獨治療組 (AMK-MSCs)
- MSCs + 蘆薈提取物組 (AMK-MSCs/AVE)
- MSCs + AVENPS 組 (AMK-MSCs/AVENPS)
- MSCs + 幾丁聚醣奈米粒子組 (AMK-MSCs/CSNPS)
- MSCs + AVE-CSNPS 組 (AMK-MSCs/AVE-CSNPS)
- 正常對照組 (NC)
- 疾病對照組 (PC)
實驗結果顯示，與其他治療組相比，AMK-MSCs/AVE-CSNPS 組在改善腎功能指標方面表現出最顯著的效果。該組小鼠的血尿素氮 (BUN) 水平接近正常值 (37.6 ± 4.1 mg/dL)，肌酸酐 (Creatinine) 水平也恢復至 0.5 ± 0.1 mg/dL。
此外，AMK-MSCs/AVE-CSNPS 組在降低腎臟組織中的氧化壓力指標和發炎細胞激素水平方面也表現出優勢。該組小鼠的丙二醛 (MDA) 水平顯著降低，超氧化物歧化酶 (SOD) 活性顯著提高，表明 AVE-CSNPS 有效增強了抗氧化防禦機制。在發炎細胞激素方面，AMK-MSCs/AVENPS 組對腫瘤壞死因子 α (TNF-α) 和白介素 6 (IL-6) 的抑制作用最強，表明 AVENPS 增強了蘆薈抗發炎化合物的生物利用度。
作用機制探討：幾丁聚醣與蘆薈的協同效應
研究結果表明，AVE-CSNPS 的腎臟保護作用歸因於幾丁聚醣和蘆薈生物活性成分的協同作用。幾丁聚醣本身具有抗氧化和抗發炎活性，可以減輕腎臟組織的損傷。此外，幾丁聚醣的包覆作用提高了蘆薈提取物的生物利用度和穩定性，使其能夠更有效地發揮其抗氧化、抗發炎等作用。
研究人員認為，幾丁聚醣奈米粒子可以保護植物化學物質免受降解，增強細胞攝取，並降低毒性，使其成為傳輸植物性藥物的理想載體。例如，幾丁聚醣包覆的薑黃素顯示出比游離薑黃素更好的抗發炎效果。此外，幾丁聚醣固有的抗菌、抗氧化和抗發炎特性與植物提取物協同作用，進一步增強了治療效果。
結論與展望：奈米技術為腎臟疾病治療帶來新希望
這項研究證實了幾丁聚醣包覆蘆薈奈米粒子在增強 MSCs 療法治療阿米卡星腎毒性方面的潛力。AVE-CSNPS 不僅提高了蘆薈生物活性成分的生物利用度，還與 MSCs 產生協同作用，顯著改善了腎功能，減輕了氧化壓力和發炎反應。
研究結果為開發治療藥物引起的腎損傷的新策略提供了依據。未來，研究人員可以進一步優化 AVE-CSNPS 的製備工藝和配方，探索其在其他腎臟疾病治療中的應用。此外，深入研究 AVE-CSNPS 的作用機制，有助於更好地理解其腎臟保護作用，為開發更有效的治療方法提供理論基礎。
總體而言，這項研究展示了奈米技術在藥物傳輸和再生醫學領域的巨大潛力。透過將天然藥物與奈米技術相結合，我們可以開發出更安全、更有效的治療方法，為腎臟疾病患者帶來新的希望。
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原始資料來源: GO-AI-6號機 Date: October 1, 2025