厚朴酚药理作用及增溶研究进展

2023-02-27邱晨旭赵兴华

动物医学进展 2023年2期

曹佳，兰星，邱晨旭，夏明，赵兴华,2*

(1.河北农业大学中兽医学院，河北保定 071000; 2.河北省兽医生物技术创新中心，河北保定 071000)

厚朴酚(magnolol,MAG)是从中药厚朴(Mangnoliaofficinalis)中提取的一种联苯酚类化合物[1]，具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗寄生虫、抗肿瘤等多种药理作用[2]，厚朴酚在家禽生产过程可提高生产指标、免疫性能以及改善肠道健康等功能，具有广泛的应用前景。根据生物药剂学分类系统(Biopharmaceutical classification system,BCS)，厚朴酚属于BCS Ⅱ类[3]药物。大约有40%的药物被划分为BCS Ⅱ类(低溶解度-高渗透性)和BCS Ⅳ类(低溶解度-低渗透性)，这些溶解度低的药物不利于胃肠道的吸收，口服生物利用度低。应用现代制剂技术可有效解决这一问题。本文对厚朴酚药理学和制剂研究的文献进行查阅，综述近年来厚朴酚的理化性质、药理学作用及其在增溶方面的研究进展，旨在为提高厚朴酚的临床应用提供参考。

1 厚朴酚的理化特性

厚朴酚的化学名为5′,5-二烯丙基-2,2′联苯二酚(5,5 diallyl-2,2′-biphenyldiol)，分子式为C18H18O2，分子质量为266.32 u，熔点为102℃，分子结构见图1。其性状为棕褐色至白色精细粉末，单体为无色针状结晶，可溶于苯、氯仿、乙醚、丙酮、乙醇等有机溶剂[4]。其在水中的溶解度极低，仅为11.6 μg/mL[5]，口服生物利用度只有4.9%[6]。厚朴酚具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗寄生虫、抗肿瘤等多种药理作用，在中药的研究和应用中具有重要的地位。

图1 厚朴酚的分子结构式

2 厚朴酚的药理学作用

2.1 厚朴酚的抗炎功能

厚朴酚可以通过激活或抑制多种信号分子发挥其抗炎功能。有研究脂多糖(LPS)处理的RAW264.7细胞中体外评价厚朴酚的抗炎作用，结果显示，厚朴酚可抑制LPS处理的RAW264.7细胞中的NO、前列腺素E2(PGE2)和白细胞介素-6(IL-6)的产生[7]。在研究厚朴酚对脂多糖诱导的小鼠乳房炎模型的抗炎作用中，证实厚朴酚以剂量依赖方式抑制肿瘤坏死因子α(TNF-α)、IL-1β和IL-6的表达，表明其可能通过抑制促炎细胞因子的产生，减少炎性细胞浸润，减轻乳腺损伤；体内试验表明，厚朴酚通过调节多种细胞外信号，抑制NF-κB及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号系统而减轻LPS刺激引起的炎症反应。厚朴酚通过调节多种信号通路，来抑制促炎因子的释放，从而发挥其抗炎作用[8]。

2.2 厚朴酚的抑菌功能

厚朴酚对多种细菌和真菌都具有显著的抑菌作用，其通过抑制细菌繁殖和抑制真菌分裂增殖降低活性，达到抑菌效果。研究厚朴酚对标准菌株白念珠菌(C.albicans，ATCC90028)的体外抑菌活性，结果表明厚朴酚对白念珠菌的MIC为40 μg/mL，而对其他念珠菌属(NACS)的抗真菌作用MIC范围为10 μg/mL ～40 μg/mL；同时，氟康唑对白念珠菌及其他念珠菌的BMIC90值均为128 μg/mL，而厚朴酚除了对白念珠菌的BMIC90值为160 μg/mL，其他菌株的BMIC90均在20 μg/mL～80 μg/mL之间，说明与氟康唑相比，厚朴酚的抗真菌谱能力较强[9]。研究发现，肉鸡人工感染鸡白痢沙门氏菌后，肉鸡生长性能下降，脾脏和法氏囊重量增加(P<0.01)，血清球蛋白含量增加(P<0.05)，肠绒毛高度和绒毛/隐窝比降低(P<0.05)，饲粮中添加厚朴酚可明显减轻这些病理变化，回肠细菌16S rRNA基因测序结果表明，厚朴酚提高了回肠细菌的α-多样性和β-多样性(P<0.05)，能改善肠道微生态和黏膜屏障[10]。由此可见，厚朴酚具有良好的抑菌活性，在畜禽养殖中可以用来治疗细菌和真菌病，保障健康养殖。

2.3 厚朴酚的抗氧化功能

厚朴酚的每个苯环上有1个酚羟基和烯丙基，其可以通过释放酚羟基氢原子发挥其抗氧化作用。在日粮中分别添加100、200、300 mg/kg厚朴酚，测定血清和肠黏膜抗氧化能力，检测血清和肠黏膜匀浆中总超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量。结果随着饲料中厚朴酚水平的升高，血清和回肠黏膜中丙二醛含量呈线性降低(P<0.05)以及血清、空肠和回肠黏膜超氧化物歧化酶活性呈线性增加(P<0.05)[11]。在日粮中分别饲喂0、100、200、300 mg/kg厚朴酚与30 mg/kg硫酸粘菌素，结果厚朴酚显著提高了血清或肝脏超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，显著降低了血清总抗氧化能力以及肝脏谷胱甘肽浓度(P<0.05)。与厚朴酚组相比，硫酸粘菌素组血清和肝脏甘油三酯、总胆固醇、天冬氨酸转氨酶、丙二醛、蛋白质羰基和8-羟基-2′-脱氧鸟苷含量显著升高(P<0.05)[12]。厚朴酚是一种天然多酚，可以改善动物的抗氧化状态，而氧化应激是大多数动物感染疾病的病理过程，在养殖中应用厚朴酚可以有效防治动物氧化应激性疾病及延缓动物机体衰老。

2.4 厚朴酚的抗寄生虫功能

研究表明[13]，厚朴酚对小瓜虫离体生活阶段及在体生活阶段都表现出良好的抗虫活性，离体试验中测定不同浓度厚朴酚对小瓜虫掠食体的抗虫活性结果显示，当厚朴酚浓度大于0.6 mg/L时导致100%小瓜虫掠食体死亡，4 h内厚朴酚杀灭小瓜虫掠食体的半数致死浓度为0.37 mg/L；浓度为1.5 mg/L的厚朴酚，浸泡患病金鱼5 h后可使小瓜虫繁殖力下降约40%；厚朴酚还可以破坏小瓜虫的细胞膜完整性以及抑制其二分裂的繁殖。测定厚朴酚衍生物抑制小瓜虫精氨酸酶活性的体外抑制效果[14]，其中精氨酸酶(Arginase，ARG)是厚朴酚作用于小瓜虫的药物靶点，选取了20个对精氨酸酶存在抑制效果的化合物作为训练集和4个化合物作为测试集，利用Co MFA模型进行预测，结果厚朴酚在C-9和C-9′位置增加取代基的体积和在C-4位置增加取代基的正电性有利于抑制精氨酸酶活性的提高，在C-2、C-3、C-4和C-5位置增加取代基的体积会降低活性精氨酸酶活性。寄生虫疾病给养殖业带来一定的经济损失，如果长期使用抗生素会导致耐药性的产生，厚朴酚源自天然，具有杀灭寄生虫的作用，且有低残留、无耐药性等优势，能够在畜禽寄生虫病防治中发挥作用。

2.5 厚朴酚的抗肿瘤功能

厚朴酚的抗肿瘤功能备受关注，作为治疗药物其具有毒性小的优势。用Transwell细胞侵袭试验检测厚朴酚对鼻咽癌细胞侵袭能力的影响[15]，用100 μmol/L厚朴酚分别处理HK1和CNE2细胞24 h后，鼻咽癌细胞的侵袭数量显著减少。厚朴酚可以通过死亡受体依赖(外源性)和线粒体依赖(内源性)通路诱导细胞凋亡，阻断MMP-9、VEGF、XIAP、Cyclin D1、MCL-1和C-FLIP的蛋白的表达来抑制SK-Hep1/luc2肿瘤进展，以及降低ERK/NF-κB信号通路抑制SK-Hep1/luc2肿瘤生长[16]。因此，厚朴酚可以抑制肿瘤细胞的增殖和分化，诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤转移和肿瘤血管形成，对肿瘤的治疗有良性的辅助效果。

3 厚朴酚增溶研究

厚朴酚水溶性差，生物利用度差，这是临床治疗药物的一个重要限制性因素，因此，通过增溶技术可以改善其理化性质，从而提高生物利用度。

3.1 固体分散体

固体分散体是指将药物高度均匀地分散在固态载体物质中形成的一种以固体形式存在的分散系统[17]。利用固体分散体可以提高水溶性差的药物的溶解度以及改善药物的生物利用度。制备固体分散体的方法有溶剂法、熔融法、喷雾干燥法、热熔挤出等。用溶剂挥发法以聚乙烯吡咯烷酮(PVP k30)为载体制备厚朴酚固体分散体，体外溶出速率结果表明，在含有1 g/L的Tween-80的pH4.5醋酸盐缓冲液中，厚朴酚固体分散体在12 h内的累积溶出度可高达96.3%，其口服生物利用度比原料药提高了2.12倍[18]。将厚朴经700 mL/L乙醇提取后，利用联合载体PEG6000-F68，溶剂法制成固体分散体，经过Box-Behnken响应面法优化载体比为0.9∶1，药载比1∶5.4，搅拌时间115 min，人工肠液中60 min内厚朴酚固体分散体总溶出度可高达97.12%[19]。用热熔挤出技术筛选4种载体制备厚朴酚固体分散体，其中以丙烯酸树脂Eudragit EPO(EPO)为载体的体外溶出度试验表明，EPO体系的溶出速率在10 min可高达100%。而以共聚维酮S-630(PS-630)、羟丙基纤维素(HPC)为载体制得的固体分散体，其药动学结果显示的Cmax分别约为原料药的5倍和2.3倍[20]。利用熔融和淬火冷却法制备姜黄素-厚朴酚(CUR-MAG CM)，由于其在溶解过程中的聚集而呈现出降低溶解，在此基础上，以5%(w/w)的比例与CUR-MAG CM共配制了少量聚合物羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基纤维素(HPC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP k30)的三元体系[21]。体外溶出测定结果为，与MAG相比，在pH 1.2 HCl缓冲液中，CUR-MAG-HPMC CM、CUR-MAG-HPC CM和CUR-MAG-PVP K30 CM的溶解曲线下面积分别增加了1.82、3.12和2.36倍，在pH 6.8磷酸盐缓冲液中分别增加了1.31、1.42和1.79倍，表明三元体系的溶解性能均高于结晶的MAG和CUR-MAG CM，说明添加聚合物后不仅可以增加药物的润湿性还能改善药物的溶解度。将难溶性药物制备成固体分散体可以增加其溶解度和生物利用度的同时，固体分散体本身也在面临着一些挑战，如载药量小、物理稳定性差等问题。

3.2 纳米胶束

近年来，胶束口服药物载体的应用受到了极大的关注，比较常见的聚合物胶束(polymeric micelles，PMs)是指由合成的两亲性嵌段共聚物在水中自组装形成的一种热力学稳定的胶体溶液[22]。聚合物胶束作为药物载体，具有稳定性好，增加难溶性药物溶解度，降低药物不良反应，提高药物生物利用度等优点。利用卵磷脂为基础制备厚朴酚的混合聚合物胶束，配方一为厚朴酚∶卵磷脂∶NaDOC(lbMPMs[NaDOC])，配方二为厚朴酚∶卵磷脂∶PP123(lbMPMs[PP123])，将两种配方分别在0.1 mg/mL的药物负荷下进行体外释放研究，其释药速度比厚朴酚缓慢，厚朴酚在9 h左右释放完成，而被制备成聚合物胶束的厚朴酚，呈现出比较慢的释放曲线，在1 h时，lbMPMs[NaDOC]和lbMPMs[PP123]的释放率分别为62%和10%[23]。因此，利用胶束作为口服药物的载体，可以使难溶性药物缓慢释放，在机体内达到更好的吸收。

3.3 纳米粒

纳米粒(nanoparticles,NPs)是具有纳米尺度的固体粒子，是一类以天然或合成高分子材料为载体的固态载药胶体颗粒，一般粒径为10 nm～1 000 nm。纳米粒粒径小，表面能大，可以在黏膜、角膜等处滞留，有利于药物的吸收和提高药物的生物利用度[24]。用乳化-溶剂挥发法制备厚朴酚聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒，药代动力学试验结果表明纳米粒的tmax、Cmax、AUC0～t、AUC0～∞均高于原料药，相对生物利用提高了2.17倍[25]。将两种生物相容性共聚物Soluplus and Poloxamer 188组合为载体制备厚朴酚的混合胶束(MMs)和纳米混悬剂(MNs)，药物释放研究表明，MMs和MNs都可以溶解释放厚朴酚，MMs的药物释放速率比MNs慢，说明MNs可以表现出快速的药物释放过程[26]。两种制剂都可以增加厚朴酚在Caco-2跨细胞转运试验中的吸收，并且口服给药后MMs和MNs组的相对生物利用度分别为346.9%和234.8%，明显高于厚朴酚组。因此，将药物制备成纳米制剂可以利用其包裹作用提高药物的稳定性，并通过减小药物粒径，增加比表面积和溶解度，从而提高生物利用度。

3.4 包合物

包合物是指药物分子被包于另一种分子的空穴结构内而形成的复合物。通过共蒸发制备厚朴酚-羟丙基环糊精包合物(MAG-HP-β-CD)，该包合物使MAG的水溶性提高500倍以上[27]。一般来说，环糊精类是最常用的包合载体，它们具有疏水性的腔体，能够与难溶性药物形成稳定的包合物，改善药物的性质，从而达到改善难溶性药物水溶性的目的。