骨感染是由于骨組織感染化膿性細菌而導致的炎癥性疾病，目前治療手段常為手術清創聯合抗生素使用，但不具有靶向功能的給藥系統會帶來全身副作用，最終導致局部治療不理想或引起全身毒性。
近期，西南交通大學醫學院翁杰教授和陳星羽副研究員在藥學領域期刊Journal of Controlled Release上發表了題為“Hexapeptide decorated β-cyclodextrin delivery system for targeted therapy of bone infection” 的研究性論文，報道了一種新型骨靶向給藥系統Asp6-β-CD@NFX，負載疏水性藥物諾氟沙星后，能有效提高其溶解度和生物利用度，并有效解決骨感染的局部治療問題（圖 1）。
圖1 Asp6-β-CD@NFX靶向羥基磷灰石（HA）治療骨感染示意圖。
來源于骨橋蛋白的天冬氨酸六肽（Asp6）具有結合羥基磷灰石特性，將Asp6和聚乙二醇（PEG）對β-環糊精載體改性（Asp6-β-CD）以獲得具有骨靶向特性的給藥系統。將疏水的抗菌藥物諾氟沙星（NFX）載入Asp6-β-CD（Asp6-β-CD@NFX）用于靶向骨組織治療骨感染。基于Asp6-β-CD的水溶性增強，NFX的抗菌能力得到了提升。體外研究了Asp6-β-CD@NFX給藥系統對大腸桿菌（E. coli）和金黃色葡萄球菌（S. aureus）的抗菌活性（圖2）。
圖2. A-B）Asp6-β-CD@NFX對大腸桿菌的殺菌率和MIC值; C-D）Asp6-β-CD@NFX對金黃色葡萄球菌的殺菌率和MIC值；E-F）不同樣品對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈及死活染情況；G-H）不同樣品結合HA片后對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈及SEM圖像。
通過體外（羥基磷灰石片）和體內（裸鼠）實驗分別驗證了Asp6-β-CD的骨靶向特性（圖3，圖4 A&B），研究表明與未改性的β-CD相比，Asp6-β-CD的骨靶向能力提升了10倍。此外，建立了大鼠骨感染模型，研究了Asp6-β-CD@NFX治療骨髓炎促進骨組織修復的作用（圖4C-E，圖5）。
圖3. β-CD@F-A與 Asp6-β-CD@F-A結合HA片后的熒光圖像及熒光定量圖。
圖4. A-B）對裸鼠注射 β-CD@F-A和Asp6-β-CD@F-A 30分鐘后的IVIS圖像，及其對心臟、肝臟、脾臟、肺、腎臟和股骨的富集情況；C-E）大鼠骨髓炎模型及治療示意圖，治療不同時間后IL-6、IL-1β、TNF-α的濃度及HE染色（箭頭顯示炎癥細胞）。
圖5. A) 不同時間治療后骨組織的Masson染色圖；B–D) 注射28天后重建股骨遠端缺損的Micro-CT三維圖像重建及定量分析。
綜上所述，該骨靶向給藥系統Asp6-β-CD能夠特異性的靶向骨組織、提高疏水藥物的水溶性和有效性，可廣泛應用于骨感染等臨床骨相關疾病的精準靶向治療。
