王 炯,周小菊,胡先明(.武漢大學(xué)藥學(xué)院,武漢 43007;2.武漢遠(yuǎn)大弘元股份有限公司,武漢430070)
甘草次酸(Glycyrrhetinic acid,GA)系甘草的主要成分甘草酸加水分解而來(lái),也是甘草酸體內(nèi)的活性代謝產(chǎn)物[1],是一種五環(huán)三萜類(lèi)化合物。GA又稱(chēng)甘草亭酸,分子式為C30H46O4,白色針狀晶體,熔點(diǎn)289~291℃?,F(xiàn)代研究表明,GA除具有抗炎、抗?jié)?、抗過(guò)敏、抗病毒、降血脂、止咳、平喘、止痛等作用外,還具有抗腫瘤增生的作用[2,3]。近幾年研究發(fā)現(xiàn),GA對(duì)鼠肝細(xì)胞癌、艾氏腹水癌、皮膚癌、惡性黑色素瘤、人乳腺癌細(xì)胞、人肝癌細(xì)胞、人白血病細(xì)胞、艾滋病病毒等均有顯著的抑制作用[4~7]。由于GA為水不溶性化合物,口服后體內(nèi)吸收差,生物利用度低,且個(gè)體差異性大,故開(kāi)發(fā)GA的靶向制劑用于癌癥的治療已引起了廣大醫(yī)藥工作者的廣泛關(guān)注。
固體脂質(zhì)納米粒(Solid lipid nanoparticles,SLN)是20世紀(jì)90年代初發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型給藥系統(tǒng),它是將藥物包載于類(lèi)脂核中形成的粒徑在50~1000nm之間的膠體給藥系統(tǒng)。SLN具有穩(wěn)定性好、藥物載藥量高,同時(shí)又具有脂質(zhì)體的毒性低,能大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[8]。為了延長(zhǎng)納米粒在體內(nèi)的作用時(shí)間,通??梢詫?duì)納米粒進(jìn)行聚乙二醇(PEG)修飾,增加其表面親水性,形成立體位阻,使納米粒躲過(guò)單核巨噬細(xì)胞系(MPS)的識(shí)別,使其在血液循環(huán)中滯留時(shí)間延長(zhǎng)[9]。長(zhǎng)循環(huán)固體脂質(zhì)納米粒(Long circulating solid lipid nanoparticles,LSLN)可起到緩釋、靶向、提高GA生物利用度等作用。本研究選用甲氧基聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺(mPEG-DSPE)對(duì)SLN進(jìn)行PEG修飾,制備GA的長(zhǎng)循環(huán)固體脂質(zhì)納米粒(GA-LSLN),并對(duì)其理化性質(zhì)、體外釋放性能和細(xì)胞毒性進(jìn)行考察。
AR2130型電子天平(沈陽(yáng)杰龍儀器有限公司);DF-101 S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司);RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);AH110 D型高壓勻質(zhì)機(jī)(加拿大ATS工業(yè)系統(tǒng)公司);高效液相色譜(HPLC)儀(大連江申分離科學(xué)技術(shù)公司);BI-200 SM型動(dòng)態(tài)光散射粒徑分布/Zeta電位測(cè)定儀(美國(guó)Brookhaven公司);Sunrise型酶標(biāo)儀(澳大利亞Tecan公司)。
GA原料藥(上海融禾醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司);GA對(duì)照品(中國(guó)食品藥品檢定研究院,批號(hào):110723-200612);地塞米松注射液(DEXA,上海撫生實(shí)業(yè)有限公司,批號(hào):101109);硬脂酸(西安悅來(lái)醫(yī)藥科技有限公司);大豆磷脂(上海太偉藥業(yè)有限公司);泊絡(luò)沙姆188(德國(guó)BASF公司);mPEG-DSPE(日本油脂株式會(huì)社);水(二次重蒸水,筆者自制);epharose CL-4 B凝膠柱(英國(guó)GE healthcare集團(tuán));甲醇、乙腈、乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺為色譜純,其余試劑均為分析純。
肝癌SK-Hep-1細(xì)胞系和急性髓細(xì)胞白血病MV 4-11細(xì)胞系,用含10%胎牛血清RPMI 1640培養(yǎng)液,置于37℃、5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
稱(chēng)取適量大豆磷脂、硬脂酸、mPEG-DSPE和GA,加入少量乙醇使其溶解,在攪拌狀態(tài)下將有機(jī)相注入至60℃水相中,充分?jǐn)嚢?0 min,置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)一步揮發(fā)有機(jī)溶劑,經(jīng)過(guò)高壓勻質(zhì)機(jī)循環(huán)勻質(zhì)3~5次后,室溫放冷,過(guò)0.45μm濾膜,即得GA-LSLN膠體溶液,該膠體溶液呈半透明狀、有藍(lán)色乳光;同時(shí)按相同方法制備空白LSLN膠體溶液。
取少量GA-LSLN膠體溶液,以蒸餾水稀釋至適宜濃度,吸取2滴,用2%磷鎢酸鈉負(fù)染,以透射電鏡觀察其形態(tài)及分布;用粒度測(cè)定儀測(cè)定納米粒粒徑大小,用Zeta電位測(cè)定儀測(cè)定其Zeta電位。結(jié)果顯示,GA-LSLN粒徑大小均勻,平均粒徑為130.1 nm,Zeta電位為-36.2 mV。GA-LSLN透射電鏡見(jiàn)圖1;GA-LSLN粒徑分布見(jiàn)圖2。
2.3.1 GA含量測(cè)定方法
參考有關(guān)文獻(xiàn)[10],選用HPLC法測(cè)定GA含量。色譜條件:色譜柱為ODS C18柱(250mm×4.6mm,5μm),流動(dòng)相為甲醇-水-冰醋酸(89∶10∶1),流速為1 mL·min-1,檢測(cè)波長(zhǎng)為250 nm,柱溫25℃,進(jìn)樣量為20μL。
2.3.2 專(zhuān)屬性試驗(yàn) 分別取處方量配比的空白LSLN、GA-LSLN和GA對(duì)照品適量,用流動(dòng)相溶解后按“2.3.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定。結(jié)果表明,SLN輔料對(duì)GA含量測(cè)定無(wú)干擾。色譜見(jiàn)圖3。
圖1 GA-LSLN透射電鏡圖Fig 1TEM of GA-LSLN
圖2 GA-LSLN粒徑分布圖Fig 2 Distribution of particle size of GA-LSLN
圖3 高效液相色譜圖Fig 3 HPLC chromatograms
2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制備 精密稱(chēng)取GA對(duì)照品適量,以1.0%NH3·H2O-甲醛(2∶8)溶液先制備成1 mg·mL-1的GA貯備液。精密吸取GA貯備液,以1.0%NH3·H2O-甲醛(2∶8)溶液制備成濃度為1、2、10、20、40、80μg·mL-1的溶液,按“2.3.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定各濃度下溶液的峰面積。以GA濃度(c)為橫坐標(biāo),峰面積積分值(Y)為縱坐標(biāo),進(jìn)行線(xiàn)性回歸,得回歸方程為Y=67006c+7762.7(r=0.9996)。結(jié)果表明,GA濃度在1~80μg·mL-1范圍內(nèi)與峰面積積分值呈良好線(xiàn)性關(guān)系。檢測(cè)限(信號(hào)S和噪聲N的比值(S/N)=3)為0.01μg·mL-1。
2.3.4 精密度試驗(yàn) 精密量取GA貯備液2、40、80 μL,分別置于10 mL量瓶中,加流動(dòng)相稀釋至刻度,搖勻,制備成2、40、80 μg·mL-1的低、中、高濃度溶液,每個(gè)濃度分別進(jìn)樣5次。按“2.3.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定,計(jì)算日內(nèi)精密度和日間精密度(5 d)。結(jié)果,日內(nèi)RSD分別為1.07%、0.59%、0.41%(n均為5),日間RSD分別為2.51%、0.74%、0.54%(n均為5),表明儀器精密度良好。
2.3.5 重復(fù)性試驗(yàn) 精密量取自制同一批GA-LSLN適量,共6份,分別置于100mL容量瓶中,加流動(dòng)相至刻度,搖勻,按“2.3.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定。結(jié)果,RSD為0.25%(n=6),表明方法重復(fù)性良好。
2.3.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 精密量取自制同一批GA-LSLN適量,共3份,置100 mL容量瓶中,加流動(dòng)相至刻度,搖勻,制備成2、40、80 μg·mL-1的低、中、高濃度溶液,于4℃貯藏。按“2.3.1”項(xiàng)下色譜條件分別測(cè)定1、2、4、6、10、14、22、30d后的峰面積。結(jié)果,低、中、高濃度的RSD分別為1.03%、0.78%、0.81%(n均為8),表明GA-LSLN在4℃下30 d內(nèi)穩(wěn)定。
2.3.7 加樣回收率試驗(yàn) 精密量取空白LSLN溶液1 mL,共9份,分別置于10 mL量瓶中,分別精密加入濃度為1 mg·mL-1的貯備液,加流動(dòng)相稀釋至刻度。按“2.3.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定,計(jì)算加樣回收率。結(jié)果,平均回收率為(99.72±0.24)%(n=9)。
2.4.1 包封率與載藥量的測(cè)定 取適量GA-LSLN膠體溶液,過(guò)sepharose CL-4 B凝膠柱,以蒸餾水為洗脫液,分離出GA-LSLN和游離GA,用試管收集不同時(shí)間段的洗脫液,每管1 mL,收集15份,洗脫液用適量的乙醇稀釋后,測(cè)定每份洗脫液中GA的峰面積積分值。以洗脫體積為橫坐標(biāo),峰面積積分值為縱坐標(biāo),繪制洗脫曲線(xiàn)。包封率按下式計(jì)算:包封率=AUCGA-LSLN/(AUCGA-LSLN+AUCfree-GA)×100%(式中,AUCGA-LSLN為洗脫曲線(xiàn)中GA-LSLN中GA曲線(xiàn)下面積;AUCfree-GA為洗脫曲線(xiàn)中游離GA的曲線(xiàn)下面積)。另精密量取1 mL的GA-LSLN膠體溶液,用甲醇破乳并稀釋?zhuān)瑴y(cè)定GA含量,按下式計(jì)算載藥量:載藥量=MGA/Mlipid×100%(式中,MGA為GA-LSLN中GA的量;Mlipid為GA-LSLN中脂質(zhì)的量)。結(jié)果,GA-LSLN的包封率為94.6%,載藥量為11.3%。GA-LSLN和游離GA的洗脫曲線(xiàn)見(jiàn)圖4(在第8 mL收集液中GA含量為零,即8 mL為分界點(diǎn),前為GA-LSLN峰,后為游離GA峰)。
圖4 GA-LSLN和游離GA的洗脫曲線(xiàn)Fig 4 Separation curves of GA-LSLN and free GA
2.4.2 體外釋放度的測(cè)定 以200 mL含0.5%的十二烷基硫酸鈉和30%乙醇的pH 7.4的PBS溶液為介質(zhì)[11],精密移取2 mL GA-LSLN膠體溶液,置于透析袋中(截留分子量8000),磁力攪拌。分別于0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、24.0、48.0 h取釋放液0.5 mL,過(guò)0.45μm的微孔濾膜,進(jìn)行HPLC分析,同時(shí)補(bǔ)充同溫度的溶出介質(zhì)1 mL。測(cè)定GA濃度,按下式計(jì)算累積釋放百分率(Q):Q(%)=Ct/C0×100%(式中,Ct為釋放的藥物量;C0為脂質(zhì)體中初始藥物量)。以時(shí)間(t)為橫坐標(biāo),Q為縱坐標(biāo),繪制體外釋藥曲線(xiàn)。將所得數(shù)據(jù)與一級(jí)、Higuchi、Weibull方程進(jìn)行擬合。結(jié)果表明,其釋放規(guī)律更符合一級(jí)速率過(guò)程。GA-LSLN體外釋藥曲線(xiàn)見(jiàn)圖5;體外釋藥曲線(xiàn)回歸方程擬合見(jiàn)表1。
圖5 GA-LSLN體外釋藥曲線(xiàn)Fig 5 Drug release curves of GA-LSLN in ritro
表1 體外釋藥曲線(xiàn)回歸方程擬合Tab 1 Fitted regression equation of drug release curves
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)的SK-Hep-1肝癌細(xì)胞,以0.5×104個(gè)/L種植于96孔板;白血病細(xì)胞MV4-11,以1×105個(gè)/L種植于96孔板,選用游離藥物DEXA為陽(yáng)性對(duì)照,將DEXA、GA和GA-LSLN按1∶4的倍數(shù)稀釋成一系列濃度,加入種植了癌細(xì)胞的96孔板中,各種條件平行做5孔,于37℃、5%CO2飽和濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h,每孔加入20μL 5 mg·mL-1的MTT溶液,繼續(xù)培養(yǎng)4 h,吸去培養(yǎng)液,每孔加入二甲基亞砜200μL,振蕩,充分溶解,置于酶標(biāo)儀上570 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以濃度對(duì)數(shù)值對(duì)細(xì)胞存活率作圖,計(jì)算各樣品對(duì)肝癌細(xì)胞SK-HEP-1和白血病細(xì)胞MV4-11的半數(shù)抑制濃度(IC50)。GA-LSLN、游離GA和DEXA對(duì)SK-Hep-1和MV4-11細(xì)胞的IC50值見(jiàn)表2。
表2 GA-SLN、游離GA和DEXA對(duì)SK-Hep-1和MV4-11細(xì)胞的IC50值(μmol·L-1,n=5)Tab 2 IC50of GA-SLN,free GA and DEX to SK-Hep-1 and MV 4-11(μmol·L-1,n=5)
因文獻(xiàn)報(bào)道在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞上存在GA受體,GA的趨肝性和肝靶向性引起了醫(yī)藥工作者的高度關(guān)注,人們將目光紛紛轉(zhuǎn)向于以GA修飾的脂質(zhì)體和納米粒作為肝靶向載體材料的研究[12]。GA本身作為一種抗腫瘤藥物,在中藥復(fù)方制劑中一直被廣泛應(yīng)用于臨床,但開(kāi)發(fā)新型GA靶向制劑,在抗癌藥物制劑領(lǐng)域仍然具有誘人的前景。
本研究采用乳化溶劑揮發(fā)-高壓勻質(zhì)法制備GA-LSLN,該工藝簡(jiǎn)單、可行,所制得的SLN粒徑適宜且大小均勻。本處方中加入mPEG-DSPE,不僅可以增加納米粒的穩(wěn)定性,而且因納米粒表面具有PEG鏈,使其更具有長(zhǎng)循環(huán)功能。
GA為脂溶性藥物,在pH7.4的PBS中溶解度較小,因此在選擇透析介質(zhì)時(shí)使用了0.5%的十二烷基硫酸鈉和30%乙醇,以保證一個(gè)處方量的GA能完全溶解,同時(shí)又不會(huì)造成GA在平衡時(shí)間內(nèi)從SLN中滲漏。體外釋放曲線(xiàn)符合一級(jí)速率過(guò)程,說(shuō)明藥物主要以被動(dòng)擴(kuò)散的形式從SLN中釋放到溶出介質(zhì)。
細(xì)胞毒性試驗(yàn)選用DEXA作為陽(yáng)性對(duì)照藥物,是因?yàn)镚A的化學(xué)結(jié)構(gòu)與甾體激素類(lèi)藥物DEXA相似,同時(shí)DEXA也被用于肝癌和急性白血病的治療[13,14]。研究表明,GA和GA-LSLN對(duì)肝癌細(xì)胞SK-Hep-1和急性髓細(xì)胞白血病MV 4-11具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性,而GA-LSLN對(duì)這2種細(xì)胞的IC50均比游離GA大,說(shuō)明其細(xì)胞毒性比游離藥物小,其主要原因是因?yàn)镚A從GA-LSLN中緩慢釋放,在相同時(shí)間內(nèi),GA-LSLN中與細(xì)胞接觸的游離GA濃度低。該制劑對(duì)肝癌和急性白血病的治療作用有待進(jìn)一步進(jìn)行體內(nèi)活性研究。
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