本發(fā)明屬于新藥研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種蟲草素納米脂質(zhì)體及其制備方法與抗腫瘤活性應(yīng)用。
背景技術(shù):
:
蟲草素(cordycepin)又稱蟲草菌素、蛹蟲草素,是最早從蛹蟲草中提取出來的活性單體成分,有研究表明,蟲草素能促進細胞分化,抑制mRNA的合成,并誘導(dǎo)細胞凋亡,從而抑制多種腫瘤細胞生長(Tuli HS,Sharma AK,Sandhu SS,Kashyap D.Cordycepin:A bioactive metabolite with therapeutic potential.Life Sci.2013,93(23):863-869.)。不過,也有相關(guān)報道,在體外具有的廣泛而強大的抑制腫瘤細胞生長的蟲草素在體內(nèi)幾乎沒有活性。研究表明,蟲草素在體內(nèi)易被體內(nèi)的腺苷脫氨酶(ADA)降解成為無抗腫瘤活性的3′-脫氧肌苷(Frederiksen S,Malling H,Klenow H.Isolation of 3’-deoxyadenosine(cordycepin)from the liquid medium of Cordyceps militaris.Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Nucleic Acids and Protein.Synthesis 1965,95:189-193.),使蟲草素失去其生理活性,從而大大降低了蟲草素的臨床藥用價值。美國國家癌癥研究所(NCI)將蟲草素與ADA抑制劑2′-脫氧助間型霉素(噴司他丁)聯(lián)合使用,維持體內(nèi)蟲草素濃度用于白血病,尤其是毛細胞性白血病的治療,效果較好,已經(jīng)完成了一期臨床實驗,正在進行二期臨床實驗(Dalla RL,da Silva AS,Gressler LT,Oliveira CB,Dambros MG, Miletti LC,et al.Cordycepin(3’-deoxyadenosine)pentostatin(deoxycoformycin)combination treatment of mice experimentally infected with Trypanosoma evansi.Parasitology 2013,140:663-671.)。但是ADA是正常人體廣泛存在的嘌呤核苷代謝中重要的酶類,在免疫細胞表面表達,對免疫系統(tǒng)的發(fā)展非常重要,使用ADA抑制劑存在潛在風險。
為解決蟲草素在體內(nèi)易被酶破壞而失去活性的問題,蟲草素脂質(zhì)體的制備或許是一種較好的解決方法。具有磷脂雙分子層膜的脂質(zhì)體作為蟲草素的載體,既可以使蟲草素受到磷脂雙分子層膜的保護避免受到體內(nèi)酶的降解破壞,又可以發(fā)揮脂質(zhì)體靶向定位的作用,從而能夠充分發(fā)揮蟲草素在體內(nèi)的生理活性。
脂質(zhì)體作為一種新型藥物載體,因其脂質(zhì)雙分子層與生物膜有較大的相似性與組織相溶性,易于被組織吸收,毒副作用小等優(yōu)點受到較大的關(guān)注。脂質(zhì)體包裹藥物為物理過程,不改變藥物分子結(jié)構(gòu),可降低藥物毒性、減少藥物使用量,具有緩釋和控釋作用,可作為藥物的一種良好載體。
脂質(zhì)體的制備方法可以分為兩大類:被動載藥法和主動載藥法。所謂被動載藥法是指脂質(zhì)體的形成和藥物的裝載是在同一步驟中完成,如:薄膜分散法、逆相蒸發(fā)法、乙醇注入法,二次乳化法等;主動載藥法則是指先形成空白脂質(zhì)體,再借助特定的梯度來實現(xiàn)藥物的裝載,如pH梯度法、硫酸銨梯度法等。逆向蒸發(fā)法是通過使用和水不混溶的有機溶劑(如乙醚、氯仿等)溶解脂類物質(zhì),隨后將脂相溶液與水相溶液(含有藥物)混合,進行超聲直至形成穩(wěn)定的W/O型乳劑。減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑,就會得到凝膠態(tài)物質(zhì),滴加適量磷酸鹽緩沖液幫助將凝膠態(tài)物質(zhì)洗下,繼續(xù)減壓蒸發(fā)有機溶劑,即形成脂質(zhì)體。此法適用于包裹水溶性藥物及大分子生物活性物質(zhì)等。pH梯度法首先通過一定的手段形成空白脂質(zhì)體后就可以采用透析、柱層析以及pH值調(diào)整等手段置換脂質(zhì)體的外相,造成磷脂膜內(nèi)外的pH梯度,形成跨膜梯度后,就可以在適宜的溫度下完成藥物的裝載。適用于兩親性藥物的包載。
山東輕工業(yè)大學的王成明等使用逆向蒸發(fā)法方法制備了蟲草素脂質(zhì)體,即使其對所用卵磷脂及膽固醇進行了純化,并在這基礎(chǔ)上對卵磷脂/膽固醇、蟲草素濃度、有機相/水相三種因素進行了考察,并實現(xiàn)了配方優(yōu)化,但包封率只達到50.81%,遠達不到藥典要求的脂質(zhì)體包封率,且其沒有繼續(xù)進行蟲草素脂質(zhì)體體內(nèi)活性的驗證(王成明;蟲草素/脂質(zhì)體的制備及生物活性研究[D];山東輕工業(yè)學院)。
而本課題組采用“pH梯度法-逆相蒸發(fā)法”二種制備方法聯(lián)用制得的蟲草素及其衍生物脂質(zhì)體包封率可達到90.89%;并研究了該脂質(zhì)體的體內(nèi)外活性,證明其均有良好的抗腫瘤活性,為其走向臨床奠定了實驗基礎(chǔ)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了保持蟲草素在體內(nèi)的活性,本發(fā)明的目的是提供一種新型給藥系統(tǒng):蟲草素納米脂質(zhì)體。本發(fā)明的另一目的在于提供該納米脂質(zhì)體的高包封率的制備方法,本發(fā)明的第三個目的是提供該納米脂質(zhì)體作為制備用于腫瘤藥物的應(yīng)用。
本發(fā)明的蟲草素納米脂質(zhì)體以下述重量百分比的原料組成:蟲草素0.1-10%,磷脂10-80%,固醇10-40%,脂質(zhì)體表面活性劑0-30%,抗氧化劑0-10%,其余為去離子水。
如權(quán)利要求1所述的蟲草素脂納米質(zhì)體,其特征在于:所述脂質(zhì)體中磷脂可以為蛋黃卵磷脂、氫化蛋黃卵磷脂、大豆磷脂、氫化大豆卵磷脂、二硬脂酰磷脂酰膽堿。
進一步所述的固醇可以為膽固醇、二氫膽固醇或麥角固醇。
進一步所述的表面活性劑可以為吐溫80、甘露醇、脂肪酸甘油酯或單硬脂酸甘油酯。
進一步所述的所述的抗氧化劑可以為維生素C、E、丁基羥基茴香醚或二丁基羥基甲苯。
為了實現(xiàn)第二個發(fā)明目的,所述的蟲草素納米脂質(zhì)體的制備方法采用“pH梯度法-逆向蒸發(fā)法”聯(lián)合法,具體包括以下步驟:(1)將磷脂、固醇和附加劑置于容器中,加入有機溶劑溶解,形成澄清透明液體,作為有機相;(2)將蟲草素或其衍生物加入到內(nèi)水相為pH 4.0的酸性緩沖液中混勻,將其加入到有機相中,用高剪切分散乳化機乳化,得到W/O型乳狀液;(3)將上述乳狀液經(jīng)減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除有機溶劑,至形成凝膠狀脂質(zhì),繼續(xù)旋蒸,直至凝膠脫落,形成脂質(zhì)體混懸液;(4)將上述脂質(zhì)體混懸液以1.0mol/L的堿性溶液調(diào)節(jié)pH至7-7.4,再以pH 7.4的堿性緩沖液調(diào)節(jié)濃度至0.1-0.3mol/L;(5)將所得溶液經(jīng)探頭式超聲乳化,并將其置于30-70℃水浴中一定時間,取出后立即冰水浴冷卻,既得W/O型脂質(zhì)體混懸液;(6)將得到的W/O型脂質(zhì)體混懸液分別過0.45μm和0.22μm濾膜得到納米脂質(zhì)體。
特別的該制備方法中有機溶劑可以是氯仿或甲醇。
第三個方面,本發(fā)明提供該納米脂質(zhì)體作為制備用于腫瘤藥物的應(yīng)用,其中所述腫瘤包括:肝癌、白血病。
進一步,藥物劑型為靜脈注射劑。
本發(fā)明提供的蟲草素納米脂質(zhì)體解決了蟲草素臨床應(yīng)用的以下難題:(1)蟲草素直接給藥,在體內(nèi)很快被ADA清楚,半衰期短。臨床用藥同時用ADA抑制劑雖然避免了被快速降解,但ADA抑制劑的使用有安全隱患。本發(fā)明將蟲草素制成納米脂質(zhì)體的劑型,避免了蟲草素被快速降解,發(fā)揮了其體內(nèi)藥理活性。該發(fā)明體內(nèi)外實驗結(jié)果表明蟲草素及其脂質(zhì)體均有抑制腫瘤細胞增殖活性。經(jīng)過體內(nèi)藥理試驗表明,蟲草素脂質(zhì)體高、中劑量能明顯抑制H22荷瘤小鼠瘤體的生長,其抑制率可達64.9%,有效地抑制了腫瘤的增殖。(2)蟲草素作為一種弱堿性水溶性藥物很難獲得高的包封率,本發(fā)明所提供的方法的優(yōu)點在于綜合了兩種方法的優(yōu)點。逆向蒸發(fā)法本身適于制備包裹水溶性藥物的脂質(zhì)體,pH梯度法適于制備包裹弱堿性藥物的脂質(zhì)體,兩方法聯(lián)用的到的脂質(zhì)體的包封率顯著優(yōu)于單獨一者的包封率。本方法用于蟲草素脂質(zhì)體的制備使藥物包封率達到90.89%,載藥量達到2.03%。制得的蟲草素納米脂質(zhì)體粒徑均勻,穩(wěn)定性高。粒徑平均為93.70nm,多分散系數(shù)PDI=0.185,證明其均勻性好且粒徑小。從而使蟲草素在體內(nèi)有儲庫效應(yīng)和靶向性,藥物在體內(nèi)存留時間延長,有利于病理部位和腫瘤組織的吸收,提高療效。
附圖說明
圖1為按本發(fā)明制備蟲草素納米脂質(zhì)體的流程圖。
圖2為按蟲草素脂質(zhì)體的粒徑分布圖。
圖3脂質(zhì)體放大8萬倍的電鏡照片。
具體實施方式
本發(fā)明通過以下實施例進一步詳述,需要說明的是:下述實施例是說明性的,不是限定性的,不能以下述實施例來限定本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
采用PH梯度法或逆向蒸發(fā)法制得磷脂為氫化大豆卵磷脂的蟲草素脂質(zhì)體
制法:(1)pH梯度法
①把處方量的卵磷脂、膽固醇、吐溫80和VE溶解在10ml氯仿中成澄清溶液,在45℃水浴中減壓旋蒸除盡氯仿,形成均勻類脂薄膜。
②加入10mlpH4.0的檸檬酸緩沖液,45℃水浴中常壓旋轉(zhuǎn)水化20分鐘,然后再在45℃水浴中磁力攪拌水化1小時,探頭超聲70秒(功率360W,超3秒停4秒),再分別過0.45μm和0.22μm的微孔濾膜法進行整粒,得空白脂質(zhì)體。
③加入蟲草素溶液,并用1mol/L的磷酸氫二鈉溶液調(diào)節(jié)pH值7-7.4,置入45℃水浴中孵化20分鐘,隨后立即冰浴冷卻,即得蟲草素脂質(zhì)體,測得包封率為39.23%。
(2)逆向蒸發(fā)法
①將卵磷脂、膽固醇、吐溫80、VE等脂溶性成分溶于10ml氯仿中成澄清溶液,再滴入5ml溶有蟲草素的PH7.4的PBS溶液,探頭超聲直至形成穩(wěn)定的W/O型乳劑。
②將乳劑置37℃水浴中減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去氯仿,在瓶壁上形成凝膠(可補加少許PH7.4的PBS溶液),繼續(xù)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)使瓶壁上的凝膠脫落。常壓下旋轉(zhuǎn)水化20分鐘,然后再置入45℃水浴中振蕩30min,探頭超聲70秒(360W,超3秒停4秒),然后過0.45μm和0.22μm濾膜進行整粒,既得蟲草素脂質(zhì)體,測得其包封率為46.74%。
實施例2
采用“PH梯度法-逆向蒸發(fā)法”二者聯(lián)用制得磷脂為氫化大豆卵磷脂的蟲草素脂質(zhì)體
制法:①將卵磷脂、膽固醇、吐溫80、VE等脂溶性成分溶于10ml氯仿中成澄清溶液。
②將蟲草素溶于5ml PH4.0的檸檬酸緩沖液中,緩慢加入油相中,剪切乳化直至形成穩(wěn)定的W/O型乳劑。
③將乳劑置37℃水浴中減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去氯仿,在瓶壁上形成凝膠(可補加少許PH7.4的PBS溶液),繼續(xù)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)使瓶壁上的凝膠脫落。
④1mol/L的磷酸氫二鈉溶液調(diào)外水相PH值至7.0左右,PH7.4的PBS緩沖液液調(diào)節(jié)外水相濃度,探頭超聲70秒(360W,超3秒停4秒),得均勻乳液。
⑤置于55℃水浴中振蕩30min,取出后立即冰浴冷卻,然后過0.45μm和0.22μm濾膜進行整粒,既得蟲草素脂質(zhì)體,測得其包封率為90.89%。
實施例3
脂質(zhì)體包封率的測定
方法均采用葡聚糖凝膠法,具體步驟如下:
1,取制得的蟲草素脂質(zhì)體0.5ml,慢慢加入預(yù)先飽和的葡聚糖凝膠柱G-25中,生理鹽水洗脫,流速0.9ml/min,收集游離藥物部分,重復(fù)收集三份,記為樣品1、樣品2、樣品3,高效液相色譜法測定游離藥物洗脫液中蟲草素含量。另外,取0.125ml蟲草素脂質(zhì)體,用0.875ml的甲醇破乳,過0.45μm有機濾膜后得樣品,記為樣品總,經(jīng)過液相定量測定,其值的4倍作為0.5ml脂質(zhì)體中總的蟲草素含量。
2,蟲草素含量測定液相色譜條件
儀器:Agilent 1100 series高效液相色譜儀(G1311A四元泵,G1314A VWD檢測器,G1379A在線脫氣機,Agilent Chem工作站)
色譜柱:GRACE Apollo C18色譜柱(250×4.6mm,5μm)
流動相:甲醇(10%→60%in 30min)-水(90%→40%in 30min)
流速:0.8ml/min
柱溫:室溫
檢測波長:260nm
進樣量:10μl
3,包封率計算:
實施例4
蟲草素脂質(zhì)體的粒徑分布測定
將上述制備的蟲草素脂質(zhì)體用高純水稀釋至磷脂含量大概為0.1g/L,使用激光散射粒徑分析儀測定蟲草素脂質(zhì)體的粒徑分布,結(jié)果如圖2。
測定結(jié)果表明,蟲草素脂質(zhì)體的平均粒徑為93.70nm,多分散系數(shù)PDI=0.185,說明所制備的蟲草素脂質(zhì)體的粒徑小且較均勻。
實施例5
蟲草素脂質(zhì)體的顯微觀察
將制備的蟲草素脂質(zhì)體稀釋20倍,點樣至專用小銅網(wǎng)上,然后用2%的磷鎢酸溶液負染,濾紙吸干多余的染液,再放置在大功率燈泡下烘干,然后置透射電子顯微鏡下觀察并拍照,結(jié)果如圖3所示。
由電鏡觀察結(jié)果可知,逆相蒸發(fā)法所制備的蟲草素脂質(zhì)體呈類圓形或橢圓形,粒徑較均勻,微觀形態(tài)較好。
實施例5
蟲草素納米脂質(zhì)體對Bel-7402細胞毒性實驗
試藥:蟲草素,自制(純度98%);蟲草素納米脂質(zhì)體
細胞株:Bel-7402細胞(人肝癌細胞株)購自北醫(yī)醫(yī)院病毒所,置于37℃、飽和濕度、5%CO2培養(yǎng)箱中用DMEM培養(yǎng)。
方法
取對數(shù)生長期的Bel-7402細胞,用0.25%的胰酶消化,計數(shù)細胞密度為5×104個·mL-1的細胞懸液,接種于96孔板,每孔100μL細胞懸液,培養(yǎng)12h貼壁后更換培養(yǎng)液并加藥,37℃、5%CO2濃度,飽和濕度培養(yǎng)48h,550nm為檢測波長,以每組各孔吸光度A值的平均值作為各組A值。另設(shè)空白對照一組,蟲草素溶于高純水。根據(jù)公式:抑制率=(1-加藥組A值/對照組A值)×100%,計算蟲草素和蟲草素脂質(zhì)體對Bel-7402細胞的抑制率。根據(jù)前期實驗結(jié)果,蟲草素給藥終濃度選取200、100、50、25、12.5ug·mL-1五個劑量點。
統(tǒng)計學處理采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件,數(shù)據(jù)形式采用mean±SD的形式表示,組間比較采用單因素方差分析,檢驗水準α=0.05。
結(jié)果
蟲草素及蟲草素脂質(zhì)體對Bel-7402細胞均有明顯的增殖抑制活性,蟲草素及其脂質(zhì)體對Bel-7402的半數(shù)抑制率濃度均為25μg·mL-1。抑制率見表1。
表1蟲草素和蟲草素脂質(zhì)體對Bel-7402細胞增殖抑制作用
*p<0.05vs對照組,**p<0.01vs對照組
實施例6
蟲草素納米脂質(zhì)體對H22荷瘤小鼠的影響
方法
取小鼠90只,雄性,體重18~22g,隨機將90只小鼠分為9組:陰性對照組,陽性藥組,空脂質(zhì)體對照組、蟲草素及其脂質(zhì)體分為高、中、低劑量組。每組10只小鼠,各組間體質(zhì)量無差異(P>0.05)。模型組以生理鹽水0.2mL·d-1灌胃。陽性藥組以5-Fu(給藥劑量為80mg·kg-1),0.2mL隔天腹腔注射。其他組以0.2mL·d-1尾靜脈注射,根據(jù)相關(guān)文獻的用量報道,蟲草素組和蟲草素脂質(zhì)體組中的給藥量按蟲草素劑量計算,分別為16mg·只-1·d-1;8mg·只-1·d-1;4mg·只-1·d-1。尾靜脈注射給藥。連續(xù)給藥10天后,第11天引頸處死小鼠,剝瘤、稱質(zhì)量、計算抑瘤率。局部實體瘤生長的抑制率=(1-實驗組平均瘤重/模型組平均重)x100%。
對免疫器官的影響
引頸處死小鼠后,分離胸腺、脾臟,剔除周圍結(jié)締組織和脂肪,用濾紙吸干臟器表面水分,稱質(zhì)量,計算臟器指數(shù)。胸腺(脾臟)指數(shù)=胸腺(脾臟)質(zhì)量(mg)/體質(zhì)量(g)。
統(tǒng)計學處理采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件,數(shù)據(jù)形式采用mean±SD的形式表示,組間比較采用單因素方差分析,檢驗水準α=0.05。
結(jié)果
體內(nèi)實驗各組對荷瘤小鼠體重的影響
給藥前后各組小鼠體質(zhì)量均無影響,與對照組相比無統(tǒng)計學差異。
表2荷瘤小鼠給藥前后體質(zhì)量的變化
蟲草素及蟲草素脂質(zhì)體對荷瘤小鼠的抑瘤作用
蟲草素脂質(zhì)體組對小鼠腫瘤有生長抑制作用,其中高、中劑量組抑瘤活性最強,抑制率為64.9%、62.3%,低劑量組活性較低,抑制率達到38.4%,蟲草素組則對小鼠腫瘤無生長抑制作用。抑制率見下表。
表3蟲草素和蟲草素脂質(zhì)體不同濃度對荷瘤小鼠腫瘤生長抑制作用
*p<0.05vs對照組,**p<0.01vs對照組
蟲草素及蟲草素脂質(zhì)體對荷瘤小鼠免疫系統(tǒng)的影響
陽性藥組對小鼠的胸腺及脾臟指數(shù)有明顯的抑制作用。蟲草素及蟲草素脂質(zhì)體各組不影響胸腺指數(shù)和脾指數(shù),各組與對照組相比無統(tǒng)計學差異。胸腺指數(shù)和脾指數(shù)結(jié)果見表4。
表4蟲草素和蟲草素脂質(zhì)體不同濃度對荷瘤小鼠胸腺和脾重的影響
*p<0.05vs對照組,**p<0.01vs對照組