白藜芦醇纳米粒的制备与药理活性研究
2020-05-21都保泽谭晓虹
都保泽 谭晓虹
河北北方学院药学系,张家口,075000,中国
1 白藜芦醇简介
毛叶藜芦(veratrum grandiflorum)别名人头发,在二十世纪四十年代,一位日本学者初次从它根部获得白藜芦醇[1]。天然白藜芦醇主要存在于虎杖、落地生根、买麻藤等药用植物及花生、葡萄、桑葚等食物中。多年来,随着科研人员对白藜芦醇的研究越来越深入,其诸多药理作用被相继发现,如拮抗肿瘤、抗氧化、抗炎、神经保护、心血管保护[2-3]等。但白藜芦醇微溶于水、体内生物利用度低、性质不稳定、体内检测浓度与体外实验的有效浓度大相庭径的问题[4],致使其无法发挥预期的治疗效果,从而限制了其在临床上的应用。因此,将白藜芦醇做结构修饰或制备成不同类型的制剂来克服其本身的不足是现在的研究热点,诸多文献报导将白藜芦醇制备成纳米粒后,可以提高其在临床的治疗效果。
1.1 白藜芦醇的理化性质
白藜芦醇(resveratrol,Res)为白色针状结晶,属于非黄酮类有机物,结构中含有三个酚羟基,俗名芪三酚,化学名称为(E)-3,4’,5-三羟基二苯乙烯,化学结构见Fig.1。分子式为C14H12O3,相对分子质量为228.25,熔点253~255 ℃,260 ℃即升华,其水溶性差,在有机溶剂中(如乙醚、氯仿、丙酮等)易溶,紫外光(365 nm)照射可产生荧光,与三氯化铁-铁氰化钾溶液发生变色反应[5]。Res 能够与糖形成糖苷,Res 与其糖苷都有顺、反两种异构体,在人体肠道中的糖苷酶将其分解出游离的Res。Res 主要以反式异构体存在于植物中,反式Res 生理活性要强于顺式Res 的生理活性[6]。
Fig.1 The structural formula of resveratrol
1.2 白藜芦醇的药理作用
1.2.1 拮抗肿瘤活性
Res 众多药理活性中,最令人关注的就是其抗肿瘤作用,抗肿瘤是医药学界面临的一大难题,而白藜芦醇是一种令人满意的绿色抗癌药物。Res 对多种肿瘤细胞的无限增殖都有拮抗作用,例如肝癌、结肠癌、乳腺癌、宫颈癌、膀胱癌、前列腺及甲状腺癌变[7]。Savouret等[8]探索了白藜芦醇抗肿瘤活性机制,结果发现白藜芦醇在肿瘤发生的初始、促进和发展三个不同的恶化进程中都显示出拮抗活性。Res 具体的抗癌机理有:①作用于部分酶类。其可通过对一相解毒酶与环氧化酶(cyclooxygenase,COX)活性的下调,对二相解毒酶诱导而发挥抗肿瘤作用。②发挥抗氧化作用。经其抗氧化活性来减小过量活性氧(reactive oxygen species,ROS)对各组织器官的危害,对机体进行保护。③干扰有关信号转导通路。通过阻碍核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路诱导癌细胞发生凋亡;通过抑制雷帕霉素靶物质(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路减少癌症与有关代谢疾病的发生;通过活化与丝裂原活化蛋白激酶类(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路有关酶类诱导小鼠表皮细胞发生凋亡;经过隔断Hedgehog(Hh)信号传导通路诱导癌细胞凋亡。④抑制肿瘤细胞向远处侵袭和转移。⑤抑制幽门螺杆菌,并作为治疗胃癌候选药物。⑥阻碍肿瘤成长的必要组织-血管的形成来减轻癌变的程度[7,9]。
目前,对于Res 具体的抗肿瘤机制还不清楚,仍需继续研究,但因其具有廉价易得并且毒性较低的优点,可作为抗肿瘤药物的研究方向。
1.2.2 抗氧化活性
只要体内细胞存活便不断向其生存的内环境摄取必需物并排出代谢废物。自由基就是排出的化学物质之一,其又被称作游离基,化学性质活泼,在动物体内部分物质的电子被强大的得电子能力夺取。过剩的自由基会破坏胞内遗传物质及蛋白等生物大分子的结构,使体内组织细胞、脏器功能下降引起一系列疾病,包括老年痴呆症、帕金森病、衰老加快等[10]。降低体内过量自由基的一种方法是采用外源性抗氧化药物。有研究表明,在松浦镜鲤饲料中加入白藜芦醇后,鱼肝内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)及过氧化氢酶(catalase,CAT)活性与对照组相比大幅度增强,过氧化产物丙二醛(malonaldehyde,MDA)明显降低[11]。肖本熙等[12]发现,在低雌激素状态下白藜芦醇可提高卵巢切除大鼠血清中SOD 的活性,抑制MDA 表达。Fukui 等[13]研究发现,白藜芦醇通过诱导SOD 表达,减少氧化应激损伤,发挥神经保护作用。上述研究表明,白藜芦醇可以通过抗氧化作用改善相关疾病症状。张泽生等[14]通过测定Res对DPPH 自由基及ABTS+·还原率发现,剂量区间相同时,Res 的抗氧化能力较维生素C(vitamin C,VC)和二丁基羟基甲苯(butylated hydroxytoluene,BHT)能力强,从而证明了Res 具有还原性,在体外也发挥很强的抗氧化能力。
1.2.3 心血管作用
治疗心血管病变的药物开发也是许多年来很多国内外学者研究热点。Res 对心血管保护作用有:①减少心肌缺血-再灌注造成的伤害;②舒张心脏血管;③抗动脉粥样硬化[6]。Res 抗动脉粥样硬化与冠心病的机制:①调血脂作用。增加高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)表达,减少低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)被过氧化,对LDL 铜介导途径发生抑制。②抑制血小板聚集为块状,增进已合成的纤维蛋白溶解,防止血栓。③抑制血管内皮细胞与平滑肌细胞不正常增殖。④抵抗免疫细胞作用[6,15-17]。匡洪涛等[18]实验证明Res 可通过减少自由基和抑制有关致炎因子的生成等作用发挥抗炎作用。
2 纳米颗粒(nanoparticbs,NP)
对于有效药物制剂开发来说要注重药物的安全性、有效性和适应性。一种药物的单体剂型可能存在很多问题,如生物利用度低、不稳定、代谢快和不能满足到达病灶的药物有效浓度等,这就导致用药剂量增大、用药次数增多等不能满足患者适应性的问题相应出现,甚至一些药物可能被淘汰。近些年来,靶向制剂、缓控释制剂等新技术出现吸引了人们的眼球,成为研究的热点,也为某些药物的应用带来了新曙光。新型NP制剂技术是当前研究热点,在临床上,作为治疗肿瘤的一种新式方法,优势不断地展现在人们眼前[19]。
2.1 纳米粒的简介
纳米粒是以高分子化合物为材料的一种新型药物载体,具有毒性低,生物相容性好的特点[20]。在制剂研究中,通常把粒径区间在1~1 000 nm 范围内的微粒叫做纳米粒,包含有药质体、脂质纳米粒、纳米乳、纳米囊、纳米球和聚合物胶束。常用的纳米粒制剂有:壳聚糖纳米粒、固体脂质纳米粒、磁性纳米粒、聚乳酸纳米粒和长循环纳米粒。制做NP 的物质应可被生物体降解,无毒或低毒性[21],包括天然的高分子化合物壳聚糖与清蛋白等,人工高分子化合物包括丙烯酸树脂与聚丙交酯乙交酯等,金纳米粒与磁性纳米粒以无机材料为载体[22]。
2.2 纳米粒的特点
2.2.1 提高生物利用度
生物利用度(bioavailability,F)作为药物动力学特征之一,表示除血管外给药时,药物被吸收进入人体大循环的相对值。F 是评定药物品质的重要标准。药物不同剂型的生物利用度均不同,将药物制成纳米粒后其生物利用度会得到提高。国外学者Chellampillai B[23]利用沉淀法对药物进行剂型优化,研制出穿心莲内酯丙烯酸树脂纳米球,对大鼠采用口服给药的方式进行代谢动力学实验,在药物剂量相同的前提下,观察不同剂型血药浓度的变化,结果表明药物纳米粒的生物利用度提高近121%,达峰时间显著变快,药物清除率减少两倍以上。陈建等[24]采用溶剂扩散法制备了睾酮固体脂质纳米粒,以十一酸睾酮溶液作为对照,经大鼠口服后,通过观察体内血药浓度变化发现纳米粒0~48 h相对生物利用度约为259%,相较于对照组其血药浓度水平维持时间显著提高。
2.2.2 主动靶向作用
主动靶向作用是将药物载体做修饰,将药物定向输送到目标区发生聚集从而发挥疗效的作用。当NP粒径范围在100~150 nm 且外表被包裹掩盖时,能避免被Kupffer 胞吞,并靠经修饰后带有的抗体与肿瘤细胞特异抗原结合发生定位,起到主动靶向的效果[19]。李佩娇[25]将八肽GPLGIAGQ(pp1)、D-α-生育酚聚乙二醇1 000 琥珀酸酯(TPGS)、叶酸(folate)、聚乳酸-羟基乙酸(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)制备成TPGS3350-pp1-PLGA 和TPGS-Folate,使用沉淀法制成了携带紫杉醇药物分子的TPGS3350-pp1-PLGA 纳米微粒和TPGS-Folate 纳米微粒,基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2,MMP2)对这两种纳米颗粒识别作用强。NPs 经体内循环吸收到肿瘤部位,被癌变组织翻译的MMP2 酶切掉TPGS3350,暴露出叶酸,靶向识别叶酸受体促使载药NPs 进入病态细胞。其具有体内长循环效应、主动靶向作用,其在杀灭肿瘤细胞的同时降低对正常组织和器官的损害。贾征等[26]以PLGA 为载药物质,可以靶向骨组织的阿仑磷酸为配体,外表用PEG 装配,溶剂扩散法制备黄酮类药物淫羊藿素(icaritin,ICT)纳米粒制剂,通过高效液相色谱-质谱联用检测NP 在大鼠体内的药物动力学特征,结果显示,NP 显著增加ICT 的F 值及主动定位作用。
2.2.3 被动靶向作用
根据体内不同的器官、组织、细胞对各个粒径范围的微粒滞留性差异,进而使微粒分布位置发生不同的效果叫作被动定位作用。在人体内,网状内皮细胞在肝脏分布广泛,且位置确定,其名称为kupffer 细胞,将制剂NP 注射入血后,纳米粒被kupffer 系统内巨噬细胞快速吞入并处理,载体携带的药分子释放并分布在肝脏部分,通过缓慢释放进入体循环,肝脏药物浓度会提升,降低对其他脏器的影响[19]。蒋学华等[27]将氰基丙烯酸异丁酯为载体原料,将第二代蒽环类抗生素阿柔比星A(aclarubicin A,ACRA)制备成ACRA 聚氰基丙烯酸异丁酯毫微粒,通过灌胃方式与尾静脉注射将微粒输入小鼠体内,对载药制剂在动物血液及肝器官中药物动力学行为进行研究,实验表明该微粒具有靶向肝脏活性作用且有缓释特征。申亚萍[28]以壳聚糖为载体材料,将5-氟尿嘧啶与阿司匹林制备共载体,用培养的人肝癌细胞进行试验,表明其有较好的抗肿瘤效果以及肝靶向作用,为肝癌的治疗提供新的方向。
2.2.4 其他作用
将药物制备成纳米粒后,药物相对稳定;其粒径减小,使其溶出速率得到改善;并可通过表面修饰的作用改善药物的脂溶性,使其更易透过生物膜屏障达到病灶部分发挥作用;而且还可降低药物的毒性[19]。
3 白藜芦醇纳米粒的制备方法
3.1 Res 蛋白纳米粒
3.1.1 白蛋白纳米粒及制备
牛血清白蛋白(bovine albumin,BSA)被称为白蛋白,所以将以BSA 为载体制备的含药微粒叫做白蛋白纳米粒(BSANP)。白蛋白的化学本质为蛋白质,因此具有良好的生物相容性,进入人体后易降解、无排外反应、毒性小较安全。载药纳米粒拥有靶向、缓释、控释及增加F 的活性作用[26]。因此载有Res 的白蛋白纳米粒是临床上应用方向之一。
目前,去溶剂化法-化学交联法,可将白蛋白外表与溶剂水作用形成的膜结构经过脱水剂破膜的特点进行损坏,蛋白相互聚集成可见微粒出现,再通过戊二醛进行交联制备[29]。这种方法一定要注意有机溶剂的去除,也是缺点所在。郭莉媛等[30]先将Res 溶解在无水乙醇中,再将其缓慢滴入BSA 水溶液,加入一定量的戊二醛溶液搅拌离心,取混悬液用旋转蒸发仪去除溶剂乙醇,剩下物质超声清洗后再加水混匀便为RES-BSANP 水溶液。
3.1.2 玉米蛋白纳米粒及制备
玉米蛋白(zein)NPs,即用植物中醇溶蛋白质作载体材料的微粒,具有成膜特点、凝胶化作用及抗氧化活性,其来源广泛且易得,是环保材料之一。
孙丽君等[31]采用超临界CO2抗溶剂法制备纳米粒,现将二氯甲烷、乙醇、玉米蛋白和白藜芦醇配制成溶液,将设备稳定到CO2动态平衡体系,将配制好的溶液与CO2一同打入沉淀釜,特定状态的CO2与分散的溶剂混溶。溶剂内部由于CO2的作用发生胀大现象,已形成的白藜芦醇与玉米蛋白达到过饱和状态而混合析出在釜底过滤板上。该方法制备的NP 中有机溶剂含量较普通方法少,且反应条件温和、粒径小,粒度可控。刘烨等[32]采用Huang Xulin 的反溶剂沉淀法[33],将白藜芦醇加入到zein 的乙醇水溶液中,避光搅拌后形成白藜芦醇-zein 溶液,把果胶溶于热水中用盐酸调节pH 至4.0。在900 r·min-1持续搅拌下用注射器将白藜芦醇-zein 溶液快速注入水中,再用旋转蒸发仪去除乙醇并加入水补全乙醇的减少量。最后,把纳米粒倒入果胶溶液中形成包含药分子Res 的zein-果胶纳米微粒。该法加入了果胶稳定了颗粒,克服了zein 纳米粒由于疏水性强,在中性环境中集中的缺点。
3.2 固体脂质纳米颗粒(solid lipid nanopartieles,SLN)及制备
根据相似相溶规则,大自然产生或人工合成的类脂有良好的生物相容性,若将这些类脂作载体,把药分子包裹或置于其形成的核结构中,组成颗粒在50~1 000 nm 尺寸范围的微粒便称固体脂质纳米粒。SLN 性质非常稳定、主药丢失少、毒性低且有效提高药物生物利用度、溶解度与靶向性[34]。
朱可馨[35]通过四种途径获得Res-SLN,即薄膜超声分散法、溶剂乳化挥发法、微乳分散法与水性溶剂扩散法。为获取更优的制备方法,对得到的NPs 进行包封率等纳米粒质量品质进行比较,发现薄膜分散法制备的Res-SLN的包封率高达92%,药物承载量达到15%以上。薄膜分散法是制备Res-SLN 的优势方法。将Res、蛋黄卵磷脂、单硬脂酸甘油酯与无水乙醇制备油相,泊洛沙姆188 与水等量混合为水相。把油相放在茄形瓶,用旋转蒸发仪减压蒸去部分溶剂获得油膜,通过蠕动泵将水相以特定速度或直接把水相注入油膜,再进行超声处理得到Res-SLN。该学者在制备过程中加入了卵磷脂为油相辅料,泊洛沙姆188 与胆酸钠混合溶液为水相表面活性剂,使制备的纳米粒粒径变小,载药量得到改善。
苏君庆[36]采用乳化蒸发-低温固化法制作白藜芦醇脂质NPs。具体操作为:把单硬脂酸甘油酯、油酸、大豆卵磷脂按一定比例混合作为载体材料,再把白藜芦醇与该材料混合作为油相,将油相缓慢注射到恒温(75℃)磁力搅拌1 000 r·min-1的水相中搅拌浓缩得纳米乳,然后将纳米乳放入搅拌的冰水浴中即得。文震等[37]采用相同的方法制备了白藜芦醇食品脂质纳米粒。
将Res 制备为固体脂质纳米粒改善了许多问题,但也有缺点,如可能导致血药浓度不稳定甚至剧烈变化、伤害人体重要器官,增加许多不良反应。
苏君庆[36]在混合脂质材料时加入聚乙二醇(polyethylene-glycol,PEG)制备成PEG 聚合物修饰的Res-SLN。在其中加入PEG 后,使脂质纳米粒内部晶体结构变为隔室的特殊骨架结构,并阻碍向完美晶型变化,提升该剂型的载药量,也改善单纯SLN 突释的特性。文震[37]则在制备时加入一种不具备还原性质的二糖-海藻糖,形成具备海藻糖装配的Res 食品脂质纳米粒,由于加入了海藻糖,使脂质载体晶格排列缺陷,减少交联结晶,提高Res-SLN 的稳定性,还改善了载药量。吴先闯等为改善SLN 的缺点将Res-SLN 与缓释技术相结合制备Res-SLN 缓释制剂。该学者先用薄膜分散法制备Res-SLN,然后加入乳糖作吸附剂,羟丙基甲基纤维素K15 与聚乙二醇作辅料混匀,加入适量乙醇制软材,过筛,压片得到缓释制剂。该工艺优化提高药物血药浓度稳定性[36-38]。
杜倩等[39]则制备了包含槲皮素和白藜芦醇两种主药且具磁性的NPs 制剂。首先,制备表面有油酸(oleic acid,OA)修饰的四氧化三铁(Fe3O4),具体操作为:称取一定量的四合水氯化亚铁与氯化铁加水溶解,在一定温度与搅拌速度下向其中加入氨水至强碱性,搅拌一定时间后加入OA 继续搅拌,而后冷却,待磁铁吸附后分离,用水与无水乙醇洗涤,干燥,即得OA-Fe3O4。其次,将单硬脂酸甘油酯、软脂酸、大豆卵磷脂、无水乙醇与丙酮的混合溶剂、两种药物和OA-Fe3O4混合充分成油相,胆酸钠、泊洛沙姆混合成水相,在一定条件下把油相逐渐注进水相并搅拌,再进行超声处理得槲皮素与白藜芦醇共载磁性纳米粒。该NP 将Q 与Res 联合应用增加了治疗效果,由于制备成磁性NP,可通过人为的外加磁场增强制剂的靶向效果。
3.3 多聚物纳米粒
壳聚糖是一种自然形成可分解的生物高分子材料,但因其水溶性过低,限制了其作为纳米粒载体的条件,若将其衍生物应用在纳米粒制备中将克服这一溶解度的难题。
韩雪[40]运用羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)作材料,使用乳化交联法获得纳米粒,先把CMCS、吐温80、超纯水与氯仿形成初乳,然后将此乳液高压均质,再加入CaCl2进行离子交联制得纳米粒,用旋转蒸发仪去除氯仿,最后加入冻干保护剂进行冷冻优化。由于该过程中利用了毒性较大的有机溶剂,其应用还是会得到相应的限制。
王耀文等[41]采用纳米沉淀法把聚乙丙交酯聚乙二醇共聚物(PEG-PLGA)作载体材料制备纳米粒。首先将PEG-PLGA 与Res 溶解于丙酮,在搅拌的条件下缓慢加入水中制成乳状胶体混悬液,不断进行搅拌在丙酮完全挥发后,按一定转速离心,将沉淀洗涤,冷冻干燥,即得。
3.4 立方液晶纳米粒
纳米颗粒立方晶体(cubic liquid crystalline nanoparticles,LCNPs)是相容两脂质在过量水中先形成脂质双分子层,而后再重组成各种结构的立方液晶体系。LCNPs 可用于多种给药方式,如口服给药系统、注射给药系统、头皮给药系统与眼用制剂[42]。将Res 与该技术融合将会出现提高其生物利用度、减少用药次数等优点。
李琳[42]运用Bottom-up 法制备Res 立方液晶纳米颗粒。将脂质材料与稳定剂在有机溶剂中充分混匀成为油相,再把油相缓慢加入到水相中,在一定的外界机械力如搅拌、超声作用下分散形成纳米粒子。有机溶剂可溶解难溶性药物成为LCNPs 前体,并保证立方液晶的浓度。该方法以较小的能量输出收获粒度小且均匀的纳米粒。
3.5 小结
关于白藜芦醇纳米粒的具体制备方法还需要考虑在进行不同领域、不同研究内容方向及应用相关研究时具体的条件,因此制备Res-NPs 时可能需要将几种方法联合应用,甚至修改部分化学试剂及含量等。
4 白藜芦醇纳米粒药理作用研究进展
4.1 抗肿瘤活性
4.1.1 抗肝癌
肝肿瘤在所有癌症发作概率中排第六,更为恐怖的是其排第三的致死率[43]。相关数据统计,每年在全世界范围内因患有肝肿瘤而死亡的病人超过70 万,而其中约有35 万死亡患者为中国人,肝癌对人身体健康形成巨大的威胁[44-45]。有关白藜芦醇纳米粒的研究比较多,发现该制剂对肝癌的治疗有效。
Res-NPs 对肝癌细胞株HepG2 的影响。熊清平等[46]运用MTT 法考察白藜芦醇固体脂质纳米粒对HepG2 的拮抗活性大小,分别设置了不同浓度Res-SLN 载药组、空白对照组、Res 混悬液对照组和其空白辅料对照组,采用对数生长的HepG2 为研究对象,将设置的各个组别加入DMEM 培养基再使经处理后的HepG2 细胞生长在其中。通过计算细胞抑制率发现,在800 μmol·mL-1作用48 h 与在400 μmol·mL-1作用72 h时,其抑制率都为90%以上。通过计算半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)发现,纳米粒作用72 h 的IC50 比24 h 减少50%。而张强华等[47]采用相同的方法得出类似的结果。经过上述数据分析可知,Res-SLN 对HepG2 拮抗活性随时间和剂量变化而改变,抑制时间为用药后48~72 h,细胞抑制率大幅变化,其与单纯的Res 相比,对肿瘤细胞的抑制效果大大提升。而谭川川[48]则运用CCK-8 的方法探究纳米粒对HepG2 细胞的作用,并引用了5-氟尿嘧啶(5-Fu)来做对比,结果发现当主药剂量为10 μg·mL-1时,Res、Res-BSANP 与5-Fu 对细胞的抑活率相当;主药剂量为20 μg·mL-1时,Res 纳米粒的抑活率大于5-Fu 和白藜芦醇;主药剂量为40 μg·mL-1时,5-Fu 抑制率最大,但Res-BSANP 的抑制率仍然高于Res;主药剂量为80 μg·mL-1时,Res-BSANP 的抑制率大于Res。该学者还运用RT-PCR 技术研究Res-BSANP 调控caspase-3、Bcl-2、bax 与肝癌有关基因表达的具体结果,发现其与白藜芦醇溶液相比,Res-BSANP 增强对凋亡基因caspase-3、bax 的表达,明显抑制对抗凋亡基因Bcl-2 的表达。
Res-NPs 对肝癌H22 肝癌的影响。熊清平等[49]创建了H22 肿瘤模型小鼠,考察低、中、高三个剂量组对H22 细胞的影响,结果发现不同剂量Res-SLN 对H22荷瘤小鼠抑瘤效果分别为61.95%、72.39%、85.52%,效果明显高于纯品混悬液对照组,并且高、中两个剂量的Res-SLN 有较高的生命延长率,对小鼠的生存时间有明显的延长作用。杜倩将药物槲皮素与Res 制备成了具备磁性作用的SLN,并施加外部磁场,探索其对创建的具有H22 癌变瘤的肝肿瘤小鼠模型的作用。通过测量肿瘤的大小发现,制备的共载磁性纳米粒比共载纳米粒的抑瘤效果好。表明该纳米粒提高了Res 对肝癌的治疗效果,原因为磁性NPs 被人为控制的外加磁场引导至癌变位置,提高了药物在肿瘤部位的聚集浓度,增加了靶向作用。
白藜芦醇制备成不同的纳米粒后,可以加以修饰或结合新型技术制备成更具优势的纳米粒,其在肝癌的治疗药物开发上具有明显优势。
4.1.2 抗结肠癌
结肠癌是常见的消化系统肿瘤之一,是世界上由于患有癌症而导致病人死亡的重大原因之一[50-51]。有学者将RES 分别制备成RES-PEG-PLGA NPs 与RES-CMCS NPs 并进行有关体外抗肿瘤活性方面的检测。运用CCK-8 检测法对NPs 对结肠癌细胞的抗增值活性检测,结果发现将RES 与RES-PEG-PLGA NPs 和RES-CMCS NPs 分别与SW480 结肠癌细胞进行24 h 孵育之后,细胞存活率分别为61.84%、8.73%、57.36%,且浓度增加后细胞存活率再次发生降低,此时半数抑制剂量对应为24.03 μg·mL-1、7.51 μg·mL-1、20.83 μg·mL-1,当进行48 h孵育后,IC50 对应为20.81 μg·mL-1、1.47 μg·mL-1、3.27 μg·mL-1。运用共聚焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscope,CLSM)研究SW480 对Res及制剂的摄取,发现随着孵育时间的增长加入纳米粒的SW480 细胞核周围及胞质荧光亮度变深[41]。通过上述结果可得出,将RES 制备成多聚糖纳米粒后,进入癌细胞的药物数量增多、对癌细胞毒性增大,提高对肿瘤细胞的杀伤效果,尤其RES-PEG-PLGA NPs 效果更佳。可说明RES 纳米粒对结肠癌有治疗作用,且与RES 相比作用更佳明显。
4.1.3 抗卵巢癌
郭莉媛等[52]通过制备Res-BSANP 对SKOV3 细胞的抑制作用来研究其对卵巢癌的活性。BASNP 细胞的生长抑制率通过MTT 法测定,研究发现,当制剂浓度在5 μmol·L-1以下尤其在2 μmol·L-1时较对照组Res 对癌细胞生长抑制率低,当浓度不断升高时,BASNP 的抑制效果不断加强,当浓度达100 μmol·L-1以上,纳米粒对SKOV3 细胞的抑制效果显著高于对照组。运用FCM 检测细胞周期及凋亡情况发现,Res-BASNP 能促进进入G0/G1 期的细胞向DNA 合成的S期转化,从而使癌细胞暴露出更多的药物结合靶点,为其他药物的治疗提供帮助,当其浓度为15 μmol·L-1时就有少数细胞发生凋亡,浓度为50 μmol·L-1时凋亡细胞数量显著提升。而后该学者对Res-BASNP 抑制卵巢癌细胞SKOV3 的机制进行了相关研究,发现制剂作用2 h 时,Cyt.c 开始表达,4 h 达高峰而后下降;当作用4 h 时,只有较少的caspase-3 活化形式出现,且通过Cyt-C 进一步激活caspase-9;当作用8 h 时,caspase-3 被激活。该学者还发现,其可能是发挥激活caspase 依赖和caspase非依赖路径处理对卵巢癌细胞SKOV3 的死亡信号[30,52]。
4.1.4 抗胆囊癌
张文兴等[53]运用CCK-8 法检测Res-BASNP 对胆囊癌GBC-SD 细胞抑制作用,并运用RT-PCR 技术分析其可能的抗肿瘤机制。结果发现,纳米粒在10~80 μg·mL-1时抑制作用呈浓度依赖性,当浓度为40 μg·mL-1时,其活性大于5-Fu。其抑制肿瘤的原因可能是上调caspase-3、caspase-8、caspase-9 凋亡基因的表达,从而加速胆囊癌细胞的生理性死亡,降低繁殖速度。
4.1.5 抗乳腺癌
Res-NPs 对乳腺癌具有活性。赵原[54]制备了阿霉素(doxorubicin,DOX)与白藜芦醇共递送PLGA 纳米粒,采用MTT 法测定其对耐DOX 人乳腺癌细胞MCF-7/ADR 与MDA-MB-231/ADR 抑制率并对机理进行了研究。结果发现,纳米粒相对于同等浓度的游离DOX、游离Res、MIX(DOX 与Res 混合液)对MCF-7/ADR与MDA-MB-231/ADR 具有更强的抑制作用。与各个对照组比,其具有较强的诱导caspase-3 的作用;降低细胞周期相关蛋白(CyclinA、CyclinD1、CDK2、CDK4)产生;提高凋亡蛋白Bax 数量,减少核转录因子NF-κB与Bcl-2 蛋白;对耐药有关蛋白(P-gp、MRP-1、BCRP)表达的抑制作用。而王文龙[55]发现Res 聚合物纳米粒对乳腺肿瘤细胞MCF-7 具有抑活作用。
4.1.6 抗肺癌、宫颈癌
Res-NPs 对肺癌具有作用。赵原[54]通过研究纳米粒对体外肺癌A549 细胞的体外作用以及对A549 移植瘤裸鼠的体内作用,发现该纳米粒不仅能够降低DOX全身毒性,也增强了Res 与DOX 在肿瘤蓄积作用,对两种药物的作用效果也有较大改善。通过检测显示,NPs 对A549 肺癌细胞中CyclinA、CyclinD1、CDK2 的下调有明显效果,对癌细胞中控制凋亡的蛋白类似与对乳腺癌的作用,同时对增加凋亡蛋白Bax 表达,降低核转录因子NF-κB 与Bcl-2 蛋白表达。
Res-NPs 对宫颈癌具有作用。王文龙发现人宫颈肿瘤HeLa 细胞可被Res-NPs 降低活性,抑制效果显著。
4.2 抗氧化活性及运动性疲劳
活性氧在体内的堆积,不仅会使机体产生氧化过激反应,甚至还会损害细胞内生物大分子及细胞器。当人体运动后,体内会产生活性氧,导致运动性疲劳[56]。
刘烨等[32]使用过氧化氢(H2O2)建立HepG2 细胞的氧化应激模型,并制备白藜芦醇zein-果胶纳米颗粒(En-Res),研究该纳米粒的抗氧化作用。研究结果发现加入En-Res 后,经过过氧化反应产生的丙二醛含量下降近80%,而CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、SOD 的活性分别提高了近160%、156%、112%,而加入Res 的MDA 仅下降61%,其他酶活性分别提升了56%、53%、130%。说明Res-NPs 抗氧化活性比较理想。将Res 制备成纳米营养液体制剂后对运动性疲劳产生良好的缓解效果,减轻机体损伤[56]。
4.3 抗炎作用
Res-NPs 对急性炎症具有作用。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)能导致急性炎症的产生,而白介素(IL-1α、IL-1β)可诱导LPS 产生炎症,由免疫细胞分泌的IL-6 以及体内的NO 增多也会导致炎症,IL-10被认为是抗炎因子。
经刘烨[32]研究En-Res 对患有急性炎症小鼠的作用,通过肝脏、肺的切片观察发现,该纳米粒可以显著降低体内IL-6、IL-1α、IL-1β水平与NO 存在量,提高可缓解炎症的IL-10 释放。因此,Res-NPs 在抗炎症方面具有一定的优势,可对肝脏与肺部起到一定的保护作用。
Res-NPs 对慢性炎症皮肤病银屑病具有作用。毛艳菲等[57]制备了利用咪唑莫特乳膏剂涂抹小鼠皮肤创立银屑病模型小鼠,运用Res-NPs 联合丝素凝胶对该小鼠进行治疗,利用PASI 评分及HE 染色来评估治疗效果并且用ELISA 考察作用机制。发现该用药方式可减少肿瘤坏死因子α及IL-6 和IL-8 的含量,评分高于单纯用药组,通过染色观察出皮肤变薄,治疗效果好。
关于白藜芦醇纳米粒其他的药理作用目前还无相关研究。
5 小结与展望
把白藜芦醇制备成纳米粒后,可有效改善将其直接用药所存在的不足。如载药纳米粒对肝肿瘤等疾病抗癌作用比较理想且能显著抵抗氧化物,为开展临床实践提供了科学依据。但白藜芦醇纳米粒相关制法仅在实验室条件下制备少量药品时能够实现,根据实验要求运用一种、多种甚至混合应用有关制法获相应条件的纳米粒,至于是否可以通过中试放大阶段制大量及工业生产制销售量的Res 纳米粒有待研究。对于Res-NPs 药理作用来说,抗癌活性是重中之重,其为较理想的绿色抗肿瘤药品,但对不同肿瘤,抗癌机制并不相同,因此治疗特定肿瘤时需制备特异性纳米粒,或者将其他药物与Res 联合用药,使之在肿瘤治疗中发挥更大的作用。总之,白藜芦醇纳米粒在临床及保健等方面具有自己的独特优势,其实用价值会不断得到提升。