開發玉米醇溶蛋白/γ-聚谷氨酸/幾丁聚醣/褐藻醣奈米粒子負載薄荷醇以治療肝纖維化

肝纖維化為慢性肝臟損傷反覆發生後所產生之修復失衡現象，其核心特徵為細胞外基質過度沉積。大量研究指出，持續性發炎刺激、氧化壓力累積及肝星狀細胞（Hepatic Stellate Cells, HSCs）由靜止狀態轉化為活化型肌成纖維母細胞，是推動纖維化進展之關鍵機制。其中轉化生長因子-β1（TGF-β1）相關訊號途徑被認為在膠原蛋白生成與纖維化調控中扮演重要的角色。儘管臨床上已有抗病毒與抗發炎治療策略，利用天然物治療肝纖維化仍相當有限。
寄生蟲感染所引發之肝纖維化為研究纖維化機轉之重要實驗模型，其中最常見的是利用曼氏血吸蟲誘導小鼠肝纖維化的模型。經血吸蟲感染後，蟲卵滯留肝組織可誘發肉芽腫形成及膠原沉積並造成纖維化及發炎反應，因此本實驗以 Schistosoma mansoni 建立之肝纖維化小鼠模型，作為後續用於抗纖維化藥物評估。
薄荷醇(Menthol)為天然單萜類化合物，已有文獻顯示其具抗發炎及抑制血吸蟲誘導之肝纖維化，並可能透過調節細胞激素表現影響纖維化進程。然而，薄荷醇具有揮發性高與水溶性低等特性，可能限制其體內穩定性與治療效益。奈米載體技術近年被證實可改善疏水性天然物之溶解度與生物利用率，並提升藥物於特定組織之分布效率。
本研究基於先前發現，利用可生物分解之高分子材料幾丁聚醣(Chitosan)及褐藻醣(Fucoidan)製備載有薄荷醇奈米粒子（Menthol-ZrLCF NPs），以提升其穩定性與靶向能力。在體外實驗中，利用粒徑、多分散性指數(PDI)與介面電位分析薄荷醇奈米粒子特性，結果顯示，經褐藻醣包覆後，薄荷醇奈米粒子粒徑增至251.5±21.84 nm，PDI為0.2669±0.08376，顯示顆粒分佈均一，zeta 電位也由49.26±1.523 mV轉為-30.81±0.9692 mV，穿透式電子顯微鏡(Transmission electron microscope, TEM)分析結果顯示，薄荷醇製成的奈米粒子呈球形，且包覆褐藻醣後形狀無差異，於不同pH環境下包覆率皆約96%，顯示其具有良好的穩定性。
接著以10 ng/mL TGF-β1誘導LX-2細胞72小時建立纖維化模型，TGF-β1、p-Smad2/3、FN1、COL1A1及α-SMA蛋白表現量分別增加3.35倍、6.91倍、2.25倍、3.93倍及1.40倍。經薄荷醇處理24小時後，可顯著抑制TGF-β1、p-Smad2/3及COL1A1蛋白表現量，FN1蛋白表現量則於100及250 μM時顯著下降；薄荷醇奈米粒子處理72小時後則可釋放薄荷醇，並顯著降低TGF-β1、p-Smad2/3、FN1及COL1A1蛋白表現量，且於50 μL時有效抑制α-SMA蛋白表現量，顯示奈米粒子包覆後仍保有良好的抗纖維化活性。
體內實驗採用曼氏血吸蟲感染小鼠建立肝纖維化模型，小鼠經尾部接觸含100–120隻尾蚴之疫水感染，感染6週後以尾靜脈注射方式給予薄荷醇奈米粒子（0.164 mg/kg），每週2次，共打4週。結果顯示，薄荷醇奈米粒子可使肝臟肉芽腫面積縮小0.30倍，膠原纖維沉積降低0.42倍。免疫組織化學染色顯示α-SMA及COL1A1陽性區域分別下降0.69倍及0.51倍；西方點墨法分析顯示TGF-β1、p-Smad2/3、FN1、COL1A1及α-SMA蛋白表現量於感染後分別增加9.53倍、1.78倍、8.18倍、2.67倍及2.92倍，經薄荷醇奈米粒子治療後分別降低0.66倍、0.54倍、0.84倍、0.65倍及0.72倍；即時定量聚合酶連鎖反應分析亦顯示COL1A1 mRNA表現量下降0.5倍。
因此，本研究開發的薄荷醇奈米粒子，於血吸蟲誘導之小鼠肝纖維化模型中展現良好抑制效果，顯示具有治療肝纖維化潛力，並提供天然化合物結合奈米技術應用於肝纖維化治療之實驗基礎，為未來相關藥物開發方向提供參考。