骨性关节炎(OA)是最常见的关节炎之一,通常累及膝部、髋部及手部的关节。OA是一种影响整个关节的复杂疾病,其病理表现包括进行性的滑膜破坏,软骨下骨重塑和滑膜炎症。OA的发病机制目前尚未完全明确,其中先天免疫反应和活性氧(ROS)形成的恶性循环是OA病程中不可忽视的。褪黑素作为一种内源性激素已被证明可以有效治疗OA,但相关机制尚未被完全挖掘。另外,由于软骨的无血管性质,所以如何提高治疗药物在体内的利用率也是OA治疗的一大难点。靶向纳米药物递送系统的开发有望成为解决此难点的手段之一。目的:探讨褪黑素是否可以通过抑制关节软骨细胞的先天免疫反应和清除活性氧来治疗OA,并且在此基础上,制备出具有靶向软骨功能的纳米药物递送系统,来提高褪黑素在体内的利用率。方法:首先从C57BL/6小鼠膝关节中提取原代软骨细胞,用于测试不同浓度褪黑素对软骨细胞增殖及分泌功能的影响。随后建立白介素-1β(IL-1β)诱导的OA细胞模型。利用DCFH-DA探针检测OA细胞模型的氧化应激水平,并通过流式细胞仪和荧光显微镜检测褪黑selleck产品素清除ROS的能力。通过蛋白免疫印迹和甲苯胺蓝染色鉴定褪黑素对OA软骨细胞和RAW264.7细胞中TLR2/4-MyD88-NFκB通路的作用,以及褪黑素对软骨基质分解代谢和合成代谢的影响。最后对C57BL/6小鼠进行前交叉韧带切除手术(ACLT),建立动物OA模型,验证膝关节腔内注射褪黑素对动物OA模型的治疗作用。在此基础上,利用聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)和胶原靶向肽COLBP制备具有靶向软骨基质作用的纳米药物递送系统(MT@PLGA-COLBP)并进行表征。随后通过纳米药物递送系统的细胞内吞作用,离体膝关节浸润作用以及活体膝关节蓄积作用验证MT@PLGA-COLBP的靶向能力。最后通过组织学和影像学检测,验证纳米药物递送系统在动物OA模型中的治疗作用。结果:浓度为100 μM的褪黑素对软骨细胞而言是安全的。褪黑素可以有效清除OA细胞模型产生的ROS,这种效应是受体依赖途径的。褪黑素可以显著抑制OA软骨细胞和LPS诱导RAW264.7细胞中被激活的TLR2/4-MyD88-NFκB通路,也可以显著降低OA软骨细胞的基质分解代谢并提高基质合成代谢。膝关节腔注射褪黑素可以有效延缓动物OA的发展。此外,纳米药物递送系统具备良好的细Fer-1试剂胞内吞和软骨靶向能力,并且在14天Biogas yield内蓄积在OA小鼠膝关节腔内持续释放褪黑素。纳米药物递送系统的建立可以降低膝关节腔注射的频率,并对动物OA具有良好的治疗效果。结论:本研究证实了褪黑素治疗OA的新机制:抑制OA病程中先天免疫反应的激活,同时也可以清除活性氧。本研究制备的纳米药物递送系统可以提高褪黑素的利用率,为OA治疗提供了新方法。