楊毛毛,羅花彩,徐 偉,林珠燦*,郭素華,沙 玫*
(1.福建中醫藥大學藥學院,福建 福州 350122;2.福建中醫藥大學附屬人民醫院,福建 福州 350004)
肝癌為常見的惡性腫瘤之一,近年來其發病率呈上升趨勢,嚴重威脅人類健康[1-2],但目前市場上的廣譜抗肝癌藥物往往會對人體免疫力、器官等造成不同程度的損害。前期報道,藤茶所含的黃酮在抗腫瘤方面效果明顯,并有潛力開發為抗肝癌輔助藥物[3-6],但其主要成分二氫楊梅素(占總黃酮含有量的82%以上[7])的結構中含3,5,7,3′,4′,5′-六酚羥基,易被氧化,而且體內消除快,口服吸收差,生物利用度低[8-9],嚴重影響體內藥效和臨床應用,故需通過新型給藥系統來改善其穩定性和生物利用度。
固體脂質納米粒是一種具有比表面積大、無生物毒性、可控釋、靶向性良好、能降低不良反應等諸多優勢的載藥體系[10-11],課題組前期已對藤茶總黃酮固體脂質納米粒制備工藝進行優化[12]。本實驗在此基礎上進一步考察該制劑的抗肝癌活性,并對主要成分二氫楊梅素的藥動學進行研究,以期為藤茶總黃酮及其新制劑的后續開發及臨床應用提供依據。
電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司];Infinite200 PRO 多功能酶標儀(瑞士Tecan公司);TS100 倒置顯微鏡(日本尼康公司);Galaxy 170R 型CO2培養箱(瑞軒電子科技上海有限公司);LCMS-8045 島津液質聯用儀(日本島津公司)。
藤茶總黃酮提取物及固體脂質納米粒均為課題組自制(二氫楊梅素質量濃度為40.15 mg/mL)。環磷酰胺(批號113842,商品名安道生);順鉑(批號B1210L79601,鉑質量分數65%);二氫楊梅素對照品(批號160422,純度≥98.0%,上海源葉生物科技有限公司);二氫槲皮素對照品(批號BA09B006,純度>98.0%,成都普思生物科技股份有限公司);
鼠源性肝癌細胞(H22)、人肝癌細胞(HepG2)細胞株均由福建中醫藥大學藥學院陳莉課題組惠贈。清潔級ICR 雄性小鼠,體質量18~22 g;SD 雄性大鼠,體質量(220±20)g,均購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司,動物生產許可證號分別為SCXK(滬)2017-0005、SCXK(滬)2017-0002。
2.1 HepG2 細胞增殖抑制率測定 采用MTT法[6,13]。將對數生長期的HepG2 細胞用0.25% 胰蛋白酶消化,完全培養液(DMEM 高糖+10%胎牛血清+1%雙抗)配成單細胞懸液(5×104/mL)后接種于96 孔培養板(100 μL/孔)上,置于CO2培養箱中,在37 ℃、5% CO2條件下進行培養。待各孔中細胞完全貼壁后給藥,設置對照組、陽性藥(順鉑)組(0.5、1.0、2.5、5.0、25.0、50.0 μg/mL)、藤茶總黃酮組、藤茶總黃酮固體脂質納米粒組、空白納米粒組(5、10、25、50、100、200 μg/mL),每個質量濃度設5 個復孔(150 μL/孔),繼續在37 ℃、5% CO2條件下培養24、48、72 h 后,每孔加入5 mg/mL MTT 溶液10 μL,置于CO2培養箱中培養4 h 后終止,DMSO(100 μL/孔)溶解紫色結晶。酶標儀檢測每孔在490 nm 波長處的光密度(OD490),重復3 次,取平均值,計算增殖抑制率,公式為抑制率=(1-給藥組OD490/對照組OD490)×100%。
2.2 體內抗肝癌活性研究
2.2.1 模型建立 參考文獻[14]報道。H22細胞復蘇后在小鼠腹腔中培養,傳2~3 代后在無菌條件下抽取腹水,生理鹽水洗滌后離心,重復3 次,PBS 緩沖液稀釋,0.2% 臺盼藍染色后當活細胞數大于95% 時,調整細胞濃度為5×106/mL,吸取濃度均勻的細胞懸液,以0.2 mL/只劑量皮下注射于小鼠右腋下。
2.2.2 分組與給藥 稱取藤茶總黃酮適量,加適量蒸餾水加熱溶解,分別制成低劑量(30 mg/mL)、高劑量(120 mg/mL)混懸液;藤茶總黃酮固體脂質納米粒冷凍干燥后,加適量蒸餾水均勻分散,分別制成低劑量(30 mg/mL)、高劑量(120 mg/mL)混懸液。
70 只小鼠適應性飼養5 d 后,隨機分為空白組,模型組,陽性藥組,藤茶總黃酮固體脂質納米粒高、低劑量組,藤茶總黃酮高、低劑量組,每組10 只,除空白組外各組小鼠均于右腋下接種H22細胞造模。根據預實驗結果,陽性藥組小鼠腹腔注射3 mg/kg 環磷酰胺(0.2 mL/10 g),空白組、模型組小鼠灌胃給予生理鹽水,藤茶總黃酮高、低劑量組,藤茶總黃酮固體脂質納米粒高、低劑量組均分別按2.4、0.6 g/kg 劑量灌胃給予相應含藥混懸液,各組小鼠每天給藥1 次,連續10 d。每天稱定小鼠體質量,觀察其活動、毛發色澤、死亡等情況。最后1 次給藥結束,小鼠禁食不禁水24 h 后處死,完整剝離腋窩皮下實體瘤,稱定質量,計算抑瘤率,同時剖取胸腺、脾臟后稱定質量,計算臟器指數,公式分別為抑瘤率=(1-給藥組腫瘤質量/模型組腫瘤質量)×100%、胸腺(或脾臟)指數=胸腺(或脾臟)質量/小鼠體質量。
2.3 藥動學研究
2.3.1 LC-MS/MS 條 件參考文獻[15-16]報道。
2.3.1.1 色譜 Shim-pack XR-ODS Ⅲ色譜柱(75 mm×2.0 mm,1.6 μm);流動相0.1%甲酸-乙腈(85∶15);體積流量0.3 mL/min;柱溫40 ℃;進樣量1 μL。
2.3.1.2 質譜 負離子多級反應(MRM)模式;電噴霧離子源(ESI);定量離子對,二氫楊梅素m/z319.15~193.20,二氫槲皮素m/z303.20~125.10;霧化氣體積流量3.0 L/min;干燥氣、加熱氣體積流量10.0 L/min;接口電壓3.0 kV;接口溫度 400 ℃;檢測器電壓 1.76 kV;CID 氣230 kPa。
2.3.2 分組及給藥 按“2.2.2”項下方法制備含藥混懸液,藤茶總黃酮質量濃度為7.5 mg/mL。大鼠適應性飼養5 d 后,隨機分為藤茶總黃酮組、藤茶總黃酮固體脂質納米粒組,每組6 只,于實驗前12 h 禁食,自由飲水,按150 mg/kg 劑量灌胃給藥,于0.167、0.33、0.5、0.667、1、2、3、4、6、8、12、24 h 眼眶靜脈叢釆血各0.5 mL,置于肝素鈉處理的EP 管中,靜置30 min,4 ℃下6 000 r/min離心15 min 分離血漿,-20 ℃下冷凍保存。
2.3.3 血漿樣品處理 精密吸取“2.3.2”項下血漿100 μL 于離心管中,加入內標(二氫槲皮素)溶液10 μL,渦旋30 s,加入1% 甲酸乙腈(蛋白沉淀劑)190 μL,渦旋5 min,4 ℃下17 000 r/min離心15 min,取上清液,0.22 μm 微孔濾膜過濾,在“2.3.1”項條件下進樣測定。
2.3.4 方法學考察
2.3.4.1 對照品、內標溶液制備 精密稱取二氫楊梅素對照品、內標(二氫槲皮素)適量,置于100 mL 量瓶中,乙腈溶解定容,即得(兩者質量濃度分別為50、30 μg/mL)。
2.3.4.2 專屬性考察 取“2.3.4.1”項下對照品、內標溶液,以及按“2.3.3”項下方法處理的空白血漿、含藥血漿樣品溶液,在“2.3.1”項條件下進樣測定,結果見圖1。

圖1 二氫楊梅素MRM 色譜圖Fig.1 MRM chromatograms of dihydromyricetin
2.3.4.3 線性關系考察 精密吸取空白血漿90 μL,加入10 μL 對照品溶液,制成含二氫楊梅素1、5、10、20、50、100、200、500 ng/mL 的血漿樣品溶液,按 “2.3.3”項下方法處理,在“2.3.1”項條件下進樣測定。以溶液質量濃度為橫坐標(X),二氫楊梅素、內標峰面積比值為縱坐標(Y)進行回歸,得方程為Y=0.004 3X-0.022 6(r=0.999 6),在1~500 ng/mL 范圍內線性關系良好,定量限(S/N=10)為1 ng/mL。
2.3.4.4 精密度、準確度試驗 制備含5、20、200 ng/mL 二氫楊梅素的血漿樣品溶液,各平行3份,按“2.3.3”項下方法處理,在“2.3.1”項條件下進樣測定,連續3 d,測得二氫楊梅素日內、日間精密度RSD 分別為0.25%~1.16%、0.67%~1.13%,準確度為95%~106%,均符合2015 年版《中國藥典》規定的生物樣品分析要求。
2.3.4.5 提取回收率、基質效應試驗 制備含5、20、200 ng/mL 二氫楊梅素的血漿樣品溶液,各平行3 份,按“2.3.3”項下方法處理,在“2.3.1”項條件下進樣測定,記錄峰面積A1;按“2.3.3”項下方法處理空白血漿后離心,上清液中加入相應質量濃度的對照品、內標溶液,在“2.3.1”項條件下進樣測定,記錄峰面積A2;用1%甲酸乙腈制成相同質量濃度的對照品、內標溶液,在“2.3.1”項條件下進樣測定,記錄峰面積A3,計算提取回收率、基質效應,公式分別為提取回收率=A1/A2×100%、基質效應=A2/A3×100%,測得兩者分別為 81.86%~90.99%、86.63%~101.40%,均符合生物樣品質量控制要求,表明二氫楊梅素受基質的影響較小。
2.3.4.6 穩定性試驗 制備含5、20、200 ng/mL二氫楊梅素的血漿樣品溶液,各平行3 份,按“2.3.3”項下方法處理后,分別在-80 ℃下反復凍融3 次、-20 ℃下冷凍保存15 d、室溫(25 ℃)下放置12 h,在“2.3.1”項條件下進樣測定。結果,二氫楊梅素峰面積RSD 為1.27%~6.49%,表明在上述保存條件下血漿樣品穩定性均良好。
2.3.5 數據分析 繪制血藥濃度-時間曲線,采用DAS 2.0 軟件中的二房室模型計算主要藥動學參數。
3.1 對HepG2 細胞的抑制作用 圖2 顯示,藤茶總黃酮及其固體脂質納米粒作用24、48、72 h 后,均對細胞增殖有較強的抑制作用,并呈濃度依賴性,其中 200 μg/mL 前者作用 72 h,50~200 μg/mL后者作用48、72 h 后的體外抑制率均達到80% 以上。另外,藤茶總黃酮IC50分別為163.63 μg/mL(24 h)、89.58 μg/mL(48 h)、49.44 μg/mL(72 h),而其固體脂質納米粒分別為68.63 μg/mL(24 h)、39.99 μg/mL(48 h)、32.91 μg/mL(72 h),表明后者活性更顯著。

圖2 各樣品對HepG2 細胞抑制率的影響Fig.2 Effects of various samples on the inhibitory rate of HepG2 cells
3.2 抗肝癌活性研究 表1~3 顯示,與模型組比較,除藤茶總黃酮低劑量組外,各組對小鼠腫瘤的抑制作用比較,差異均有統計學意義(P<0.01),而且納米?;钚詮娪谠纤?;與空白組比較,模型組、陽性藥組小鼠體質量均降低(P<0.01),而藤茶總黃酮組、藤茶總黃酮固體脂質納米粒組無明顯變化(P>0.05);與空白組比較,陽性藥組小鼠胸腺、脾臟指數降低(P<0.05,P<0.01),可能與環磷酰胺具有較強的免疫損失有關,而其他組無明顯變化(P>0.05)。
表1 各樣品對小鼠腫瘤的影響(,n=10)Tab.1 Effects of various samples on tumors in mice(,n=10)

表1 各樣品對小鼠腫瘤的影響(,n=10)Tab.1 Effects of various samples on tumors in mice(,n=10)
表2 各樣品對小鼠體質量的影響(,n=10)Tab.2 Effects of various samples on the body weight of mice(,n=10)

表2 各樣品對小鼠體質量的影響(,n=10)Tab.2 Effects of various samples on the body weight of mice(,n=10)
表3 各樣品對小鼠免疫器官的影響(,n=10)Tab.3 Effects of various samples on immue organs in mice(,n=10)

表3 各樣品對小鼠免疫器官的影響(,n=10)Tab.3 Effects of various samples on immue organs in mice(,n=10)
3.3 藥動學研究 血藥濃度-時間曲線見圖3,相關數據經DAS 2.0 軟件進行擬合后發現,藤茶總黃酮及其固體脂質納米粒的體內藥動學均符合二室模型。表4 顯示,藤茶總黃酮固體脂質納米粒組Cmax、Tmax、t1/2、AUC0~24h、AUC0~∞高于藤茶總黃酮組(P<0.01),分別是后者的1.76、1.94、2.03、2.80、2.49 倍。

圖3 各樣品血藥濃度-時間曲線Fig.3 Plasma concentration-time curves for various samples
表4 各樣品主要藥動學參數(,n=6)Tab.4 Main pharmacokinetic parameters for various samples(,n=6)

表4 各樣品主要藥動學參數(,n=6)Tab.4 Main pharmacokinetic parameters for various samples(,n=6)
本實驗結果表明,藤茶總黃酮制成固體脂質納米粒后可明顯提高其抗肝癌作用,推測可能與該劑型可改善原料藥與腫瘤細胞的親和力[17]、具有良好的腫瘤靶向遞送能力等優勢有關。采用LC-MS/MS 法檢測總黃酮主要成分二氫楊梅素的血藥濃度,發現藤茶總黃酮制成納米粒后該成分口服生物利用度顯著提高,可能是由于納米粒粒徑小,比表面積大,可增加其與胃腸道黏膜的接觸面積,從而促進藥物有效吸收[18]。另外,該納米粒能有效減緩二氫楊梅素體內消除,延長其t1/2,可能是藥物被嵌入固體脂質基質骨架中而避免外界因素破壞,增加其穩定性,并可使其在體內緩慢釋放,延長作用時間。
同時,藤茶總黃酮及其納米??诜o藥后二氫楊梅素血藥濃度很低,但其體內抗肝癌活性較好,產生這種低生物利用度、高藥理活性現象的原因可能有(1)研究表明單次或長期大劑量連續口服二氫楊梅素時,其吸收量隨劑量及給藥時間增加而顯著升高[19],本實驗給藥劑量大(600、2 400 mg/kg),周期長(10 d),使其血藥濃度同時具有劑量、時間上的疊加作用,從而發揮持久抑瘤活性[20];(2)與健康大鼠比較,糖尿病模型大鼠中二氫楊梅素Cmax、AUC0~t、AUC0~∞等藥動學參數均顯著升高[21],而本實驗目前只考察了總黃酮及其納米粒在正常大鼠體內的藥動學,而二氫楊梅素在病理狀態下的生物利用度可能會明顯增加;(3)二氫楊梅素經胃腸道代謝后產生8 種代謝產物,經腸道吸收進入血液循環,或作用于腸道菌群,或直接刺激腸道免疫應答系統,從而發揮相應藥效[22];(4)二氫楊梅素口服后其血藥濃度降低,可能在組織分布中較高[23],尤其是制成固體脂質納米粒后,納米載體可使其具有明顯的肝臟靶向性[24]。另外,本實驗只測定了血漿中二氫楊梅素含有量,但其在肝、脾、肺中的含有量可能會明顯升高,從而增強療效,具體將在今后作進一步研究。