石明芯,胡江波,晏聲蕾,趙 靜,張景勍
(1. 重慶醫科大學藥學院重慶藥物高校工程研究中心,重慶 400016;2. 重慶市南岸區婦幼保健計劃生育服務中心藥劑科,重慶 400060)
吳茱萸是蕓香科植物,具有鎮痛、抗炎等作用[1]。吳茱萸堿(evodiamine,ED)是吳茱萸的一種重要生物堿,近年來研究表明,它除了與吳茱萸有相同的作用外,在抑制腫瘤細胞的生長和誘導腫瘤細胞的凋亡等方面也具有突出作用[2-6],作用范圍廣泛,且具有一定研究開發價值。但由于ED水溶性弱,導致口服吸收差,為此改善其口服吸收,以便更好地發揮其抗腫瘤等作用尤其重要。近年來,微乳液遞送系統以其能提高藥物的溶解度、改善藥物吸收和生物利用度等作用而成為研究熱點[7]。ED的微乳液遞送技術研究甚少,故本實驗將ED制備成吳茱萸堿微乳液(evodiamine microemulsion,EDM),考察其在體外的釋放特征,并研究其在大鼠的胃、十二指腸、空腸、回腸和結腸等部位的吸收情況,該實驗用HPLC法測定其含量。
1.1動物SD大鼠,♂,體質量(230±20) g,由重慶醫科大學實驗動物中心提供,許可證號:SCXK-(渝)2012-0001。
1.2試劑與儀器ED (武漢遠城科技發展有限公司,純度>99%);油酸乙酯(上海化學試劑二廠,分析純);聚氧乙烯蓖麻油(德國BASF公司);聚乙二醇400(天津精細化工有限公司,分析純);Krebs-Ringer液(實驗室自制,批號:20121113);甲醇(美國新天地科技有限公司,色譜純);水為純化水;其余試劑為分析純。1100型高效液相色譜儀(美國Agilent公司)。
2.1EDM的制備稱取處方量的ED、油酸乙酯、聚氧乙烯蓖麻油以及聚乙二醇400,磁力攪拌后冷卻到室溫,滴加處方量的純化水,攪拌至澄清,即得EDM,測得其平均粒徑為26 nm,平均Zeta電位為-15 mV。
2.2樣品的分析
2.2.1色譜條件 色譜柱為Lichrospher C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),柱溫35℃,檢測波長225 nm,流動相為甲醇 ∶水=75 ∶25,流速1.0 mL·min-1,進樣量20 μL。
2.2.2樣品處理 將樣品液和甲醇以一定體積比混合,渦旋2 min,再于12 000 r·min-1離心10 min,取上清液,即得樣品。
2.3EDM的體外釋放動力學將處理好的透析袋的一端結扎,精密量取1.0 mL ED或EDM置透析袋中,緊緊將另一端結扎。將此透析袋浸沒到50 mL pH 1.2鹽酸溶液和pH 6.8磷酸緩沖液的透析液中,于37℃、100 r·min-1水浴條件下恒溫振蕩,在不同的時間點取樣。考察ED或EDM在pH 1.2鹽酸溶液或pH 6.8磷酸緩沖液中的釋放行為,于“2.2”項下色譜條件測得含量,對ED和EDM的釋放情況作相對因子計算[8],計算其累積釋放率,并對其累積釋放率和時間進行零級方程、一級方程、Higuchi方程、Hixcon-Crowell方程、Ritger-peppas方程、Weibull方程擬合分析。
2.4EDM的大鼠胃腸吸收研究
2.4.1主要溶液配制 Krebs-Ringer液參照文獻[10]配制方法配制;ED循環液:精密稱取10 mg ED,用Krebs-Ringer液稀釋并定容至100 mL,即配制成的ED循環液(100 mg·L-1)。同理配制EDM循環液(100 mg·L-1)。
2.4.2大鼠胃腸吸收實驗 實驗前將6只大鼠隨機分成2組,并給予大鼠禁食18 h,不禁水的處理,分別研究ED或EDM在大鼠胃腸的吸收情況。實驗時用3.5%的水合氯醛麻醉大鼠,沿腹中線打開腹腔,找到胃并排除內容物后,灌入4 mL ED或EDM,2 h后取出藥液并定容至刻度;然后分別在十二指腸、空腸、回腸、結腸等4段形成回路,除凈腸內容物后用Krebs-Ringer液循環,再通入ED或EDM,1 h后取出藥液并定容至刻度,得樣品,-20℃保存[9-10]。用HPLC測得ED的含量后,計算ED或EDM的吸收速率常數(absorption rate constant,Ka),根據實驗后剪下的各腸段的內徑和長度,計算二者的有效滲透率(effective permeability,Peff)[11]。
3.1EDM的體外釋放動力學根據實驗結果,計算得出ED與EDM在pH 1.2鹽酸溶液中的相對因子為20.80,在pH 6.8磷酸緩沖液中的18.59,說明二者的釋放行為不相似。ED和EDM在pH 1.2鹽酸溶液中的釋放情況如Fig 1所示,累積釋放率分別為(13.98±0.49)%、(64.76±0.73)%,EDM的累積釋放率為ED的4.63倍;在pH 6.8磷酸緩沖液中的釋放情況如Fig 2所示,累積釋放率分別為(18.34±0.20)%、(91.72±0.51)%,EDM的累積釋放率為ED的5.01倍。在pH 1.2鹽酸溶液和pH 6.8磷酸緩沖液中,EDM在0~12 h時,累積釋放速率一直處于增長狀態,于12 h后,累積釋放速率開始變緩;而ED在0~5 h時均處于增長狀態,其后一直處于平穩狀態。表明將ED制備成EDM后,達到最大累積釋放速率的時間相對延長,并且體外釋放量明顯增加。
EDM的累積釋放率和時間的各方程擬合情況見Tab 1、2,EDM在pH 1.2鹽酸溶液和pH 6.8磷酸緩沖液中的釋放與各方程的擬合度均大于0.700,說明擬合效果較好;在兩溶液中的釋放與Weibull方程擬合度最高,說明EDM在兩溶液中的釋放與Weibull方程最符合。

Fig 1 Drug release curves of ED and EDM in pH 1.2 HCl

Fig 2 Drug release curves of ED and EDM in pH 6.8 PBS

FittingmodelspH1.2HCldissolutionmediaEquationsDegreesoffittingZero-orderequationQ=0.257t+31.4000.729First-orderequationln(1-Q)=-0.004t-0.4090.806HiguchiequationlnQ=4.022t1/2+21.1500.840Hixcon-Crowellequation(100-Q)1/3=-0.005t+4.0630.781Ritger-peppasequationlnQ=0.453lnt+2.2370.848Weibullequationlnln[1/1-Q]=0.533lnt+2.2890.878

Tab 2 Mathematical models of mean cumulative release rate versus time of EDM in pH 6.8 PBS dissolution media
3.2EDM的大鼠胃腸吸收研究通過實驗數據得到ED和EDM在各部位的Ka(Fig 3)和Peff(Fig 4),可得出結果:EDM在十二指腸、空腸、回腸、結腸、胃的Ka分別是ED的2.86、2.66、3.06、4.55、2.62倍,在十二指腸、空腸、回腸、結腸的Peff分別是ED的4.27、2.21、2.38、4.30倍,即EDM在各部位的Ka和Peff均為ED的2倍以上,說明EDM在各部位的吸收遠遠高于ED,EDM能明顯提高ED在大鼠胃腸中的吸收;且各腸段的Ka均為胃的3倍以上,說明ED在腸段中的吸收遠遠多于其在胃中吸收。

Fig 3 Absorption rate constant of ED and EDM (±s,n=3)

Fig 4 Effective permeability of ED and EDM (±s,n=3)
ED作為一種可抗腫瘤的藥物被廣為使用,但由于存在水溶性差、口服吸收弱等問題,導致生物利用度低,因此提高其口服吸收很有必要。近期研究發現,新興的微乳液遞送系統穩定性好,能有效提高藥物的吸收和生物利用度[12-14],在食品、醫藥和化妝品上都有所應用。但關于ED的微乳液遞送系統研究不多,故本實驗將ED制備成EDM,研究其體外釋放特征和在胃腸吸收情況。
在體外釋放研究中,ED與EDM的相對因子均遠遠小于50,說明了ED與EDM體外釋放特征不相似;EDM的體外累積釋放率高于ED,在pH 1.2鹽酸溶液中增加了3.63倍,在pH 6.8磷酸緩沖液中增加了4.01倍;且EDM達到最大釋放量的時間與ED相比,延長了5 h。說明EDM不僅大大提高了ED的體外釋放量,還實現了緩釋,延長了作用時間。
在體吸收實驗中,EDM與ED相比,胃腸道吸收量明顯增長了1倍以上,可能是微乳液遞送系統提高了ED與胃腸道的親和力,提高了ED在胃腸道中的溶解度,促進了胃腸道吸收[7,14]。綜上表明微乳液遞送系統不僅延緩了ED吸收,延長其作用時間,也提高了其胃腸吸收,對于改善其口服生物利用度低等問題提供了參考依據。
(致謝:本實驗在重慶醫科大學藥學院藥物高校工程研究中心完成,真誠感謝實驗室的所有老師和同學。)
[1]楊志欣,孟永海,王秋紅,等. 吳茱萸藥理作用及其物質基礎研究概況[J]. 中華中醫藥學刊, 2011,29(11):2415-7.
[1]Yang Z X, Meng Y H, Wang Q H, et al. Study of the pharmacological effects and material basis of fructus evodiae[J].ChinArchTraditChinMed, 2011,29(11):2415-7.
[2]Yu H, Jin H W, Gong W Z, et al. Pharmacological actions of multi-target-directed evodiamine[J].Molecules, 2013,18(2):1826-43.
[3]尹作靜,曹志偉,閆鑫淼,等. 黃連素和吳茱萸堿協同抗癌的miRNA網絡機制研究[J]. 中國藥理學通報, 2017,33(6):772-80.
[3]Yin Z J, Cao Z W, Yan X M, et al. Study of synergistic mechanism in the combination of berberine and evodiamine from the perspective of miRNA[J].ChinPharmacolBull, 2017,33(6):772-80.
[4]趙綠翠,廖 科,李科瓊,等. 吳茱萸堿調控人結腸癌HCT-116細胞中JAK2/STAT3信號通路的機制研究[J]. 中國藥理學通報, 2015,31(10):1394-8.
[4]Zhao L C, Liao K, Li K Q, et al. Modulatory effect of evodiamine on JAK2 /STAT3 signal pathway in HCT-116 cells[J].ChinPharmacolBull, 2015,31(10):1394-8.
[5]石海蓮,鄭沁樂,吳大正. 吳茱萸堿對肥胖并發血管肥厚的作用研究[J]. 中國藥理學通報, 2011,27(12):1687-92.
[5]Shi H L, Zheng Q L, Wu D Z. The preventive effect of evodiamine on vascular hypertrophy in obese rats[J].ChinPharmacolBull, 2011,27(12):1687-92.
[6]Lv Y Y, Ding G B, Zhai J H, et al. A superparamagnetic Fe3O4-loaded polymeric nanocarrier for targeted delivery of evodiamine with enhanced antitumor efficacy[J].ColloidsSurfBBiointerfaces, 2013,110(110): 411-8.
[7]楊鵬飛,陳衛東. 納米乳提高難溶性藥物生物利用度的研究進展[J]. 中國藥學雜志, 2013,48(15):1238-44.
[7]Yang P F, Chen W D. Research progress of nanoemulsions' applications in improving the bioavailability of poor water-soluble drugs[J].ChinPharmJ, 2013,48(15):1238-44.
[8]柳 珊,譚群友,尹華峰,等. 吳茱萸堿超分子復合物的制備及體外溶出[J]. 中國醫院藥學雜志, 2012,32(14):1088-93.
[8]Liu S, Tan Q Y, Yin H F, et al. Process optimization and dissolution kinetics of evodiamine supra-structure complex[J].ChinJHospPharm, 2012,32(14):1088-93.
[9]周婧婧,周慶頌,孫若飛,等. 不同分子量美沙拉嗪PEG修飾物的大鼠在體腸吸收研究[J]. 中國藥理學通報, 2016,32(10):1446-51.
[9]Zhou J J, Zhou Q S, Sun R F, et al.Insituabsorption kinetics of series molecular weight of PEGylated mesalazine in rats[J].ChinPharmacolBull, 2016,32(10):1446-51.
[10] 袁譽銘,陳學梁,陳 靜,等. 溴吡斯的明新型納米乳體外釋放和大鼠在體胃腸吸收[J]. 中國藥理學通報, 2017,33(2):276-9.
[10] Yuan Y M, Chen X L, Chen J, et al.Invitrorelease and gastrointestinal absorption of novel pyridostigmine bromide nanoemulsion[J].ChinPharmacolBull, 2017,33(2):276-9.
[11] 羅見春,何 丹,楊 梅,等. 去甲氧基姜黃素羥丙基-β-環糊精在體腸吸收特征[J].第二軍醫大學學報, 2016,37(2):247-50.
[11] Luo J C, He D, Yang M, et al. Intestinal absorption characteristics of demethoxycurcumin hydroxypropyl-β-cyclodextrin in rats[J].AcadJSecondMilitaryMedUniv, 2016,37(2):247-50.
[12] Laxmi M, Bhardwaj A, Mehta S, et al. Development and characterization of nanoemulsion as carrier for the enhancement of bioavailability of artemether[J].ArtifCellsNanomedBiotechnol, 2015,43(5):334-44.
[13] Devalapally H, Zhou F, McDade J, et al. Optimization of PEGylated nanoemulsions for improved pharmacokinetics of BCS class II compounds[J].DrugDeliv, 2015,22(4):467-74.
[14] 陳風平,劉晨光. 納米乳研究進展[J]. 生物技術通報, 2013,257(12):43-8.
[14] Chen F P, Liu C G. Advances in nanoemulsions research[J].BiotechnolBull, 2013,257(12): 43-8.