一.实验背景
缺血/再灌注损伤，组织器官缺血后进行再灌注，组织器官功能不仅不能恢复，反而会引起更严重的结构损伤以及功能代谢障碍。已被证实在心、脑、肝、肺、肾、胃肠道等多个重要器官均可发生。临床中的许多状况均可引起缺血再灌注损伤,如器官移植、心脏冠状搭桥以及心肌梗死、中风等。近年来，肝脏缺血再灌注损伤(IRI)是肝脏外科手术过程中的一个常见的病理和生理学的巨大挑战，已成为许多研究的重点。肝缺血再灌注损伤是包括肝叶切除术和肝移植术在内的外科手术过程中引起肝脏损伤的重要原因，也是导致移植术后肝功能衰竭的主要潜在因素，而且缺乏有效的治疗措施。通过阻断入肝血流来减少术中出血已经成为肝脏外科的常规方法，肝IRI一旦发生，可能严重影响患者的术后恢复和肝脏的正常功能，甚至导致严重的肝脏衰竭或者死亡，是我们亟待解决的关键问题。缺血/再灌注损伤的病理生理过程复杂多样，涉及众多环节，确切的发病机制仍不十分清楚并在不断更新，但相关研究已成为关注的热点并获得许多进展。
人们普遍认为，缺血组织再灌注时的主要破坏事件是ROS产生的爆发。肝脏缺氧期间大量堆积的ATP代谢产物次黄嘌呤和氧发生反应，产生过量的活性氧（ROS），导致生物大分子的损伤和细胞死亡。此外，激活Kupffer细胞导致ROS的产生和释放以及炎症级联反应，产生剧烈的炎症反应，导致肝功能损伤或丧失。因此，通过清除ROS可作为治疗肝脏IRI的重要治疗选择。线粒体是联系氧自由基和细胞死亡的中心环节。线粒体是细胞内重要的双层膜细胞器, 与细胞的能量代谢, 存活关系密切。研究表明，线粒体活性在IR损伤的早期发挥了作用，再灌注时的第一个破坏事件是线粒体产生活性氧（ROS）爆发。肝缺血再灌注时, 由于缺氧、ROS、Ca2 等因素的作用, 导致线粒体肿胀、变形、破裂、跨膜电位下降、功能障碍, 而线粒体损伤进一步诱导ROS生成, 导致氧化应激和细胞凋亡等多个肝IRI环节，使细胞在复氧或血流复通后容易受到氧化损伤，最终导致细胞死亡。因此，开发线粒体靶向抗氧化剂清除其中的氧自由基是有助于治疗肝脏IRI的手段。
由胆固醇与磷脂构成的脂质体有许多独特的性质，并且在纳米医学领域引起了广泛的关注，已被用于疾病的诊断和治疗。它们具有良好的组织相容性与细胞亲和性，可生物降解，对小分子、大分子、疏水性和亲水性药物都可负载。如盐酸阿霉素脂质体、注射用两性霉素B脂质体、注射用紫杉醇脂质体已进入临床应用，被证明可实现减毒、增效、缓释等目的。现在脂质体仍然存在靶向性不够明显、包封率低和稳定性差、制备工艺复杂及缺乏细胞器靶向作用等不足，极大地限制了其作为药物载体的临床应用。因此，克服上述挑战开发理想的脂质体是非常有意义的。病毒是天然的纳米粒子，具有天然的感染性，可进入细胞且转导效率较高，病毒载体和基于病毒的载体在各种疾病的基因治疗中都取得了很大的成功。随着研究的进展，已经设计了一系列具有确定的病毒组分或结构(例如包膜、衣壳和基因组)的新型病毒模拟纳米载体，并提高了递送效率。但临床试验中仍存在一系列安全性、靶向性和有效性、成本高等问题，需要更进一步的改进。
二.基本研究内容
在这项研究中，我们提出了一种新的模拟病毒的脂质体系统，用于有效预防小鼠肝脏的IRI病。利用脂质体结构模拟病毒包膜，该包膜来源于部分宿主细胞膜，含有相似的成分(磷脂和蛋白质)，使病毒能够避开宿主免疫系统；由磷脂和富含赖氨酸的树枝状大分子形成树枝状脂肽DSPE-K2，其修饰脂质体囊泡以模拟病毒衣壳，从而实现递送有效载荷，线粒体具有大约130-150毫伏的跨膜电位(内部为负)，我们假设带正电荷的DSPE-K2修饰的脂质体可以通过静电相互作用选择性地积累到带负电荷的线粒体中，从而在内化为肝细胞后实现线粒体靶向；有效载荷药物(CoQ10)被封装以模拟病毒基因组。希望这种基于树枝状脂肽的病毒模拟脂质体系统具有高递送效率和线粒体靶向性、易于制造和低毒性副作用并有效预防IRI病的优点。本研究提出了将模拟病毒的脂质体用于IRI病的临床治疗的巨大希望。
三.实验方案
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制备CoQ10脂质体并对其理化性质进行表征。
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用高效液相色谱法测定药物的包封率，评估脂质体是否载药及其载药能力。
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用MTT比色法评价各脂质体组的体外细胞毒性。
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