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Eudragit-coated chitosan-tripterygium glycoside conjugate microspheres alleviate DSS-induced experimental colitis by inhibiting the TLR4/NF-κB signaling pathway - 13/01/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2022.114194 
Guohui Xue b, 1, Huifang Xiong a, c, d, e, 1, Shixiu Wang f, g, Yingjun Fu f, Yong Xie a, c, d, e,
a Department of Gastroenterology, digestive disease Hospital, The First Affiliated Hospital of Nanchang University, Nanchang, Jiangxi Province 330006, China 
b Department of Clinical Laboratory, Jiujiang No. 1 People’s Hospital, Jiujiang, Jiangxi Province 332000, China 
c Gastroenterology Institute of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi Province 330006, China 
d Key Laboratory of Digestive Diseases of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi Province 330006, China 
e JiangXi Clinical Research Center for Gastroenterology, Nanchang, Jiangxi Province 330006, China 
f Department of Pharmaceutical Sciences, Nanchang University, Nanchang, 330006 Jiangxi Province, China 
g Department of Pharmacy, the 260th hospital of Chinese People’s Liberation Army, Shijiazhuang, Hebei Province 050041, China 

Corresponding author at: Department of Gastroenterology, digestive disease Hospital, The First Affiliated Hospital of Nanchang University, Nanchang, Jiangxi Province 330006, China.Department of Gastroenterology, digestive disease Hospital, The First Affiliated Hospital of Nanchang UniversityNanchangJiangxi Province330006China

Abstract

Objective

Tripterygium glycoside (TG) is a fat-soluble extract of Tripterygium wilfordii, with anti-inflammatory properties associated with TLR signaling pathways. This study constructed a targeted delivery system for experimental colitis, namely, eudragit (EuL)-coated chitosan (Ch)-TG conjugate microspheres (Ch-TG-MS/EuL), and evaluated its therapeutic efficacy and underlying mechanisms.

Methods

Ch-TG-MS was fabricated using emulsification cross-linking technique and then coated with EuL to create Ch-TG-MS/EuL. Drug release properties were assessed using a dialysis model. Additionally, the therapeutic benefits of Ch-TG-MS/EuL on colonic inflammation and its specific effect on TLR4/NF-κB signaling in intestinal mucosa were evaluated in vivo using a DSS-induced murine colitis model.

Results

The Ch-TG-MS/EuL microspheres appeared as yellow powders with a slightly enlarged shape, rough surface, and adhesions. The Ch-TG-MS/EuL formulations also exhibited high entrapment efficiency and drug loading rate. High-performance liquid chromatography revealed that Ch-TG-MS/EuL exhibited a less intense peak than free TG, confirming that the drug is contained within the formulation. Free TG displayed explosive release within the first 5 h of administration, while Ch-TG-MS/EuL prevented the pre-mature release of TG and exhibited controllable release up to 24 h. In vivo, noticeable amelioration of intestinal mucosal tissue destruction was achieved with Ch-TG-MS/EuL compared to free TG. Additionally, immunohistochemical and western blotting results revealed that Ch-TG-MS/EuL markedly down-regulated the expression of intestinal mucosal TLR4, MyD88, and NF-κB p65. Hence, Ch-TG-MS/EuL may ameliorate the colon inflammatory response by inhibiting the hyperactivation of TLR4/NF-κB signaling.

Conclusion

Novel Ch-TG-MS/EuL preparation may represent a colonic delivery system for UC therapeutics by inhibiting TLR4/NF-κB hyperactivation.

Data availability

All experimental data supporting the conclusions of this study are available from the corresponding author on reasonable request.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical abstract




ga1

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Highlights

Ch-TG-MS/EuL has a high entrapment efficiency and high drug loading rate.
TG is released in a slow and controlled manner from Ch-TG-MS/EuL over 24 h.
Ch-TG-MS/EuL via oral gavage reduces intestinal mucosal tissue destruction in mice.
Ch-TG-MS/EuL may improve colonic inflammation via inhibition of TLR4/NFκB signaling.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : Ch, CMC, DAI, DSS, EE, EuL, HCTGM, H&E, HPLC, HTG, LCTGM, LE, LTG, MCTGM, MS, MTG, NF-κB, SASP, TG, TLR, UC

Keywords : Tripterygium glycoside, Chitosan, Colitis, Targeted delivery, Toll-like receptor 4, NF-κB


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