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目的:探讨丹参酮ⅡA对低氧状态下人肝癌SMMC-7721细胞的生长抑制作用及血管新生的影响;制备了丹参酮ⅡA-聚乳酸/羟基乙酸微球(TanshinoneⅡA-Polylactic Acid/Glycolic Acid Microspheres,TanⅡA-Ms),并探讨丹参酮ⅡA微球对肿瘤供血动脉的栓塞作用及药动学和体内组织分布,经肝动脉介入给药对兔VX2肝肿瘤的治疗作用,从肿瘤血管新生方面揭示丹参酮ⅡA微球介入治疗肝癌的机制。
方法:采用CCK-8法检测低氧和常氧条件下丹参酮ⅡA对人肝癌SMMC-7721细胞的生长抑制作用;实时荧光定量PCR法(RFQ-PCR)及ELISA法检测丹参酮ⅡA对缺氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor1 alpha,HIF-1α)和血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF) mRNA及蛋白表达的影响。
采用O/W型乳化-液中干燥法制备丹参酮ⅡA微球,以微球形态、粒径、载药量和药物包封率作为含药微球的质量评价指标,同时考察了丹参酮ⅡA微球的体外释药方式。在此基础上,建立兔VX2肝肿瘤模型,观察丹参酮ⅡA微球介入给药后对肿瘤供血动脉的栓塞作用、药动学和体内组织分布情况及对兔VX2肝肿瘤的治疗作用,免疫组化检测HIF-1α、VEGF、MVD的表达。
结果:低氧条件下丹参酮ⅡA对人肝癌SMMC-7721细胞24、48、72h的IC50值分别为12.02、1.03、0.39mg/L,分别是常氧状态下的2.09、8.20、11.38倍。人肝癌SMMC-7721细胞在低氧条件下HIF-1α、VEGFmRNA和VEGF蛋白水平均明显升高(P<0.01),但HIF-1αmRNA水平无显著差异(P>0.05)。丹参酮IA以剂量依赖的方式抑制低氧条件下HIF-1α及VEGF蛋白和VEGFmRNA的表达,但对HIF-1αmRNA表达无影响(P>0.05)。
采用O/W型乳化-液中干燥法建立了丹参酮ⅡA微球的制备方法,丹参酮ⅡA微球平均粒径在41.15μm,包封率为86.89%,载药量为3.5%,体外释药曲线符合零级释药模式。经肝动脉介入给药后,丹参酮ⅡA微球可栓塞至肝肿瘤供血动脉末梢血管,有效栓塞时间为30-42天。
药动学和体内分布研究结果表明:丹参酮ⅡA微球组与丹参酮ⅡA组相比药物血峰浓度Cmax降低,仅为丹参酮ⅡA组的28%(P<0.01),曲线下面积(AUMC)和表观分布容积(Vz)明显增大,半衰期(T1/2)延长了9.76倍,平均滞留时间提高了6.5倍,清除率(CL)减低。两组中各时间点肿瘤组织中丹参酮ⅡA浓度最高,且明显高于肝、心、脾、肺、肾组织中丹参酮ⅡA浓度(P<0.01);丹参酮ⅡA溶液组中丹参酮ⅡA浓度代谢很快,在第7天时,肿瘤组织中丹参酮ⅡA药物浓度已基本代谢完全;而微球组中药物在肿瘤组织中持续释放,30天时仍可检测到一定水平的丹参酮ⅡA。相同药物剂量下丹参酮ⅡA以微球的形式给药后,肿瘤组织中丹参酮ⅡA浓度在各时间点都显著高于丹参酮ⅡA组(P<0.01)。
兔VX2肝肿瘤模型经肝动脉介入给药后,与生理盐水组、等剂量的丹参酮ⅡA组、丹参酮ⅡA加碘油组和空白微球组相比,丹参酮ⅡA微球对肿瘤生长抑制更明显,肿瘤坏死程度更高,且可明显延长动物生存期(P<0.01)。介入治疗后空白微球组和丹参酮ⅡA加碘油组HIF-1α、VEGF、MVD与生理盐水组和丹参酮ⅡA组相比均明显升高(P<0.01),丹参酮ⅡA微球组与空白微球组和碘油加丹参酮ⅡA组相比可明显降低HIF-1α、VEGF、MVD的表达(P<0.01)。
结论:采用乳化-液中干燥法制备的丹参酮ⅡA微球能够靶向分布于肿瘤组织中缓释药物,可栓塞肿瘤供血动脉42天左右;经肝动脉介入给药后能够抑制兔VX2肝肿瘤的生长,延长荷瘤兔的生存期;栓塞后引起的缺氧环境下丹参酮ⅡA对肝癌细胞的敏感性提高,并可抑制HIF-1α和VEGF的表达,减少肿瘤组织MVD,这可能是丹参酮ⅡA微球介入治疗肝癌的机制之一。