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雷公藤红素(tripterine)是中药雷公藤中的一种三萜类色素,具有抗肿瘤、抗炎、抗生育、抗风湿、止痛等多种药理活性,因其抗肿瘤效果近年来受到国内外的广泛关注。由于雷公藤红素溶解性较差导致其体内吸收差,且具有一定的毒副作用,如胃肠道毒性,肾毒性,生殖毒性等,因此限制了其临床应用。纳米结构脂质载体(nanostructuredlipidcarriers,NLC)是一种新型固体脂质纳米粒,能够有效的促进难溶性成分的口服吸收,其以一定比例的液态油或混合脂质代替了固体脂质纳米粒中的固体脂质,载药量和物理稳定性均比固体脂质纳米粒高,并且其生物相容性好、制备成本低,目前已成为解决中药难吸收有效成分口服生物利用度低等问题最有前景的技术之一。但一般的纳米制剂口服后主要经Peyer结上的M细胞或胞饮作用转运,在胃肠道中的吸收仍较为有限,因此需对纳米结构脂质载体进行修饰来进一步促进药物的吸收。
细胞穿膜肽(cell-penetratingpeptides,CPP)可以通过共价键或非共价键偶合等方式携带各种分子或纳米载体透过细胞膜促进药物的吸收,其具有水溶性、低裂解性、性质稳定且无毒副作用等优势。因此本文采用穿膜肽Ste-R6L2修饰的纳米结构脂质载体作为雷公藤红素口服给药载体,以促进雷公藤红素的口服吸收及降低其毒副作用,本文对穿膜肽修饰的雷公藤红素纳米结构脂质载体(CPP-tripterine-NLC,CT-NLC)进行了处方优化、口服给药后的肠吸收、药动学及体内外药效学等方面研究,具体研究内容如下:
一、CT-NLC的制备与表征
首先建立了雷公藤红素的分析方法,方法学考察表明所建立的分析方法准确、可靠。采用溶剂挥发法制备CT-NLC,以包封率、粒径、Zata电位等为指标,通过单因素和正交试验进行了处方优化,得到最佳处方为:雷公藤红素用量30mg、固液脂质比例(3∶1)480mg、磷脂用量60mg和TPGS(维生素E聚乙二醇琥珀酸酯)用量60mg、穿膜肽用量30mg,泊洛沙姆-188水相浓度为0.5%。对优化处方制备的CT-NLC与未修饰的雷公藤红素纳米结构脂质载体(tripterine-loadedNLC,T-NLC)分别进行了表征,CT-NLC与T-NLC的平均粒径分别为(126.7±9.2)nm和(102.4±12)nm,Zata电位分别为(28.7±3.4)mV和-(26.2±2.7)mV,包封率均大于70%。透射电镜下纳米粒均为大小较均一、圆整度较好的类球形粒子,差示扫描量热法(DSC)结果表明NLC中雷公藤红素以无定形结构存在。体外释放曲线拟合结果表明CT-NLC与T-NLC中药物的释放为缓慢持续的释放。稳定性研究表明CT-NLC与T-NLC在4℃条件下贮存时稳定性较好。
一、肠道吸收评价
通过大鼠在体肠灌流实验考察CT-NLC、T-NLC和雷公藤红素裸药在大鼠十二指肠、空肠、回肠和结肠四个肠段的吸收,结果表明CT-NLC中雷公藤红素在十二指肠与空肠的有效渗透系数(Pdff*)值分别是裸药的2.84和2.93倍,分别是T-NLC的1.54和1.56倍。CT-NLC中雷公藤红素在十二指肠与空肠的10cm肠段吸收百分比(10cm%ABS)值分别是裸药的3.01和3.31倍,分别是T-NLC的1.52和1.54倍。表明制剂组在各肠段的吸收均高于裸药,且CT-NLC中药物在十二指肠、空肠的吸收显著高于T-NLC与雷公藤红素裸药。
选取Caco-2细胞株,以不同浓度下细胞抑制率为指标计算IC50,结果发现CT-NLC和T-NLC对Caco-2细胞24h的IC50值较雷公藤红素组高,分别是雷公藤红素裸药的2.8倍和3.7倍,表明纳米结构脂质载体包裹药物后可以降低药物对Caco-2细胞的毒性,原因可能与NLC中药物的缓释有关。此外,Caco-2细胞对CT-NLC和T-NLC的摄取实验表明,随着时间的延长,被细胞摄取的NLC的量逐渐增加,4h后CT-NLC和T-NLC的摄取量分别为73.11%和65.83%,CT-NLC的摄取率高可能与CT-NLC表面所带正电荷,能够增加与负电荷的细胞表面的作用时间,也可能与CPP的穿膜机制有关。
三、体内药动学评价
通过比格犬体内药动学实验,比较了CT-NLC、T-NLC及雷公藤红素裸药在比格犬体内的生物利用度,结果表明与雷公藤红素裸药相比,CT-NLC和T-NLC的Cmax、AUC(0-t)和AUC(0-∞)均有显著性提高,由于纳米结构脂质载体的缓慢释药的特性,Tmax、T1/2和MRT均显著延长。且CPP修饰后的CT-NLC较T-NLC的Cmax、AUC(0-t)和AUC(0-∞)均有显著性提高,CT-NLC的AUC(0-t)值分别是T-NLC和雷公藤红素裸药的1.5倍和4.8倍。结果表明纳米结构脂质载体能够提高雷公藤红素的口服吸收,CPP修饰后的纳米结构脂质载体与未修饰的纳米结构脂质载体相比,口服吸收进一步提高。
四、体内外抗肿瘤药效评价
通过体外MTT实验,考察了不同药物浓度及作用时间下CT-NLC、T-NLC及雷公藤红素溶液对人前列腺癌PC-3细胞、小鼠前列腺癌RM-1细胞的细胞抑制作用,结果表明,将雷公藤红素制成CT-NLC和T-NLC后,药物对两种前列腺癌细胞的抑制作用均明显提高,呈时间和剂量依赖性,作用于PC-3细胞36h后,CT-NLC、T-NLC和裸药的IC50分别为0.60μg·mL-1、0.81μg·mL-1和1.02μg·mL-1,作用于RM-1细胞36h后,CT-NLC、T-NLC和裸药的IC50分别为0.41μg·mL-1、0.54μg·mL-1和0.89μg·mL-1,表明两种制剂对前列腺癌细胞的抑制作用明显强于雷公藤红素裸药,CT-NLC的细胞抑制作用最强。
建立前列腺癌的荷瘤小鼠模型,考察CT-NLC、T-NLC及雷公藤红素裸药抗肿瘤活性,实验发现,环磷酰胺阳性对照组、雷公藤红素裸药高剂量组、雷公藤红素裸药低剂量组、T-NLC高剂量组、T-NLC低剂量组、CT-NLC高剂量组、CT-NLC低剂量组的抑瘤率分别为:76.51%、37.07%、29.53%、63.56%,48.25%、72.68%和54.50%,CT-NLC高剂量组的抑瘤效果最好,且呈剂量依赖型。免疫指数评价结果表明与生理盐水组相比,各给药组在药物高浓度下胸腺指数和脾指数有所降低,但在同一药物浓度下,T-NLC、CT-NLC制剂组的胸腺指数和脾指数比雷公藤红素裸药组略高,但无显著性差异。进一步进行肿瘤坏死因子(TNF-a)和白细胞介素-6(IL-6)的含量测定,结果表明CT-NLC和T-NLC高剂量制剂组血浆中的的TNF-a和IL-6的含量明显高于雷公藤红素裸药高剂量组,这可能与纳米结构脂质载体包裹药物后可较好地靶向肿瘤部位,从而减少药物对机体及其免疫系统伤害。
五、肿瘤组织切片和TUNEL凋亡检测
本文对肿瘤组织切片和TUNEL凋亡检测进行了研究,发现CT-NLC具有促进肿瘤组织坏死和促进细胞凋亡的作用机理。
本研究采用穿膜肽修饰的纳米结构脂质载体作为雷公藤红素的载体,显著提高了雷公藤红素的口服给药的吸收及药效,有利于雷公藤红素以口服给药方式治疗前列腺癌及其他肿瘤疾病,为难溶性中药口服制剂的开发提供了新的研究方向和研究基础。