第 288 期

研究發展
利用聚乳酸-聚乙醇酸（poly(lactic acid-co-glycolic acid），PLGA）高分子奈米粒子載體持續釋放特性治療脊髓損傷
Sustained intraspinal delivery of neurotrophic factor encapsulated in biodegradable nanoparticles following contusive spinal cord injury

脊髓損傷是屬於中樞神經系統的破壞，一旦發生須立即送醫進行治療，以避免更劇烈的損傷導致終身癱瘓。已有報告指出在脊髓受傷後給予神經細膠質細胞株衍生神經滋養素（glial cell line derived neurotrophic factor, GDNF）能夠保護未受傷的脊髓神經元免於受到破壞，最近由本院奈米醫學中心楊重熙主任、醫學工程研究組羅履維副研究員與成功大學生命科學系曾淑芬教授研究團隊共同研發出利用聚乳酸-聚乙醇酸（poly(lactic acid-co-glycolic acid），PLGA）高分子奈米粒子作為包覆神經細膠質細胞株衍生神經滋養素之載體，藉此提供生物體內長效性地釋放神經滋養素，本文將進一步介紹此研究發展現況。

脊髓受到外力破壞後會引發一連串發炎反應，造成更多的神經纖維壞死，因此脊髓損傷到目前為止並沒有完整的治療方式能達到好的治療效果。神經細膠質細胞株衍生神經滋養素GDNF目前已證實具有脊髓再生以及防止神經細胞損傷的功能，先前的研究結果顯示，在患部以注射、埋管、細胞移植或以基因治療的方式給予GDNF，確實觀察到神經修復以及行為能力上的進步，因此被視為具有發展潛力的治療方式。然而GDNF容易在脊髓受傷部位被清除而無法達到有效的保護功能，因此若開發出能夠長效性控制釋放的藥物載體，針對患部長時間性地釋放GDNF，預期應該更能達到有效的治療效果。

研究團隊選擇聚乳酸-聚乙醇酸（poly(lactic acid-co-glycolic acid，PLGA） 高分子奈米粒子做為藥物載體，具備高度生物相容性以及生物可分解性，且已廣泛應用於藥物控制釋放系統，因此本研究設計利用100奈米大小之 PLGA奈米粒子包覆GDNF（見圖一）。由藥物釋放的活性測試結果發現，PLGA-GDNF奈米粒子能夠長時間釋放並延長GDNF有效活性，且由細胞實驗觀察到此奈米粒子能有效保護神經細胞避免高濃度的glutamate所造成的細胞毒害。研究團隊進一步利用脊髓挫傷大鼠進行實驗，結果發現在受傷部位的細胞組織染色顯示出神經細胞損傷的程度明顯降低（見圖二B），而在動物行為分析的結果顯示施打長效性PLGA-GDNF奈米粒子的受傷鼠相較於只在挫傷初期施打一次GDNF的受傷鼠，在後肢行為上有良好的改善，此改善情形隨著時間增長而增加。這些改善應該來自於PLGA-GDNF能夠長時間釋放GDNF，抑制神經細胞的死亡及神經纖維（neuronal fibers）的傷害。

PLGA能有效延長GDNF在脊髓損傷中心停留時間，藉此呈現較好的神經細胞再生及修復，此研究成果已刊載於國際期刊Biomaterials（SCI =6.262）。

然而，完整的脊髓損傷涵蓋許多不同的時程階段，研究團隊已經針對各時程所需要的階段性治療設計多功能的藥物釋放載體，期待在未來的研究中能夠觀察到更有效的治療成果，以更接近臨床應用發展。


《文/圖：奈米醫學研究中心吳逸婷、王譽朝研究助理》