麥琬婷,韋妍妍,黃煦日,黃秋潔,葉 勇Δ
(1.廣西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室,南寧 530021;2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,南寧 530001)
肝纖維化是肝臟對持續(xù)性肝損傷的修復(fù)愈合反應(yīng)的病理產(chǎn)物,其主要病理特征是肝臟內(nèi)細胞外基質(zhì)的過度沉積[1]。秋水仙堿(Colchicine,Col)是一種卓酚酮類生物堿,它主要用于治療痛風(fēng)[2]、抗腫瘤[3]和抗纖維化[4-5]等。但是,Col治療指數(shù)范圍窄[6],治療劑量和中毒劑量接近[7],有研究表明,Col 超過0.8 mg/kg,會導(dǎo)致多器官衰竭[8]。要提高其臨床應(yīng)用,通常通過改善脂溶性,降低半數(shù)抑制濃度,起到增效減毒作用。
磷脂是細胞膜的主要成分,具有毒性低、生物相容性好等特點,可以通過細胞膜和細胞質(zhì)而不會干擾細胞的正常生理活動[9]。藥物磷脂復(fù)合物是藥物分子和磷脂分子通過電荷遷移作用而形成的更為穩(wěn)定的復(fù)合物或絡(luò)合物[10],可同時增加藥物的脂溶性和水溶性,增加進入體循環(huán)的量,提高藥物的生物利用度[11]。本研究旨在篩選具有較高復(fù)合率的秋水仙堿復(fù)合物(colchicine phospholipid complex,Col-PC)的制備工藝并進行表征,改善Col油水分配系數(shù)和半數(shù)抑制致死率,降低Col的治療劑量,從而提高生物利用度,為Col 新型靶向給藥制劑的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。
十萬分之一電子天平(梅特勒-托利多國際貿(mào)易[上海]有限公司,XS205DU);數(shù)顯磁力攪拌器(上海秋佐科學(xué)儀器有限公司,DF-101Z);ODS C18(250mm×4.6mm,5μm)(月旭科技[上海]股份有限公司,Welchron-C18);高效液相色譜儀(日本島津公司,LA-20A);冷凍干燥器(北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司,F(xiàn)D-1D-50);差示掃描量熱儀(日本島津制作所,DSC-60A);臺式恒溫振蕩儀(廣州航信科學(xué)儀器有限公司,THZ-92C);倒置顯微鏡(日本奧林巴斯株式會社,奧林巴斯CKX-41);數(shù)顯三用恒溫水浴箱(國華電器有限公司,HH-6);二氧化碳恒溫培養(yǎng)箱(德國Thermo Forma 公司,Model311);超潔凈凈化工作臺(蘇州設(shè)備總廠,1450型)
秋水仙堿原料(上海源葉生物科技有限公司,X17J7Y16262);秋水仙堿對照品(成都瑞芬思生物科技有限公司,Q-006-170426);精制蛋黃卵磷脂E80(德國LIPOID[上海東尚]公司,510300-2153732/923);色譜純甲醇(賽默飛世爾科技[中國]有限公司,166753);無水乙醇(分析純)(廣東光華科技股份有限公司,20180102);石油醚(分析純)(成都市科隆化學(xué)品有限公司,2017061601);正辛醇(分析純)(天津市大茂化學(xué)試劑廠,20180108);MTT(美國Sigma 公司,XBB6865V);DMSO(北京索萊寶科技有限公司,1213C0223)
用無水乙醇溶解Col 和磷脂,攪拌反應(yīng)2 h,溫度40 ℃,再加入適量石油醚溶解Col-PC,完全沉淀游離的Col后,用0.45μm微孔濾膜過濾除去游離藥物,濾液在40 ℃時旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去石油醚。將所得殘余物(磷脂復(fù)合物)經(jīng)冷凍凍干24 h,取出,研磨粉碎,過100目篩,避光、密封、存放于陰涼干燥處。
1.4.1 色譜條件
ODS C18(250 mm×4.6 mm,5μm)色譜柱;流動相為甲醇∶水=56∶44(V∶V);流速為1 mL/min,檢測波長為352 nm;進樣體積為10μL。
1.4.2 復(fù)合率的測定
精密稱取適量的Col,記為W總,制備成磷脂復(fù)合物,用無水乙醇配制成適當(dāng)濃度,作為供試液;再精密稱取適量的Col 對照品,用無水乙醇配制成24μg/mL 對照品溶液。分別精密量取供試液和對照品溶液各10μL,按照“1.4.1色譜條件”測定,記錄峰面積,計算藥物含量,記為W復(fù),復(fù)合率按照下面公式1計算:
1.4.3 標準曲線的繪制
精密稱定Col 對照品,加無水乙醇溶解配制成一定濃度,分別稀釋為2.4μg/mL、4.8μg/mL、12μg/mL、24μg/mL、48μg/mL和60μg/mL,按照“1.4.1色譜條件”測定,記錄峰面積,以峰面積A 對濃度C 進行線性回歸,繪制標準曲線。
1.4.4 精密度試驗
分別制備2.4 μg/mL、24 μg/mL、60 μg/mL 低、中、高3個質(zhì)量濃度的Col乙醇溶液按照“1.4.1色譜條件”測定,記錄峰面積,各重復(fù)測定3次,考察精密度。
1.4.5 穩(wěn)定性試驗
取同一份24 μg/mL 對照品溶液,于0 h,1 h,2 h,4 h,6 h,8 h,12 h,按照“2.2.1色譜條件”測定,計算日內(nèi)誤差。
1.4.6 準確度試驗
取磷脂適量,分別加入相當(dāng)標示量的80%、100%、120%的Col對照品,平行制備3次,用無水乙醇溶解并稀釋成相應(yīng)濃度的供試液,按照“2.2.1 色譜條件”測定,計算回收率。
通過查閱文獻得知,對Col-PC的形成影響較大的因素有反應(yīng)溶劑用量(A)、反應(yīng)物投料比(B)及反應(yīng)溫度(C),按L9(33)表設(shè)計試驗,以復(fù)合率為指標優(yōu)化處方。因素與水平,見表1。
表1 正交因子表
以最優(yōu)處方制備3 批FATM-SLN,測定3 批樣品,精密稱取Col 20.01 mg,磷脂124.87 mg,共同溶于無水乙醇40 mL 中,置于恒溫磁力攪拌器中,在40℃下充分攪拌反應(yīng)2.0 h,然后旋轉(zhuǎn)除去無水乙醇,再加入適量石油醚充分溶解Col-PC,用0.45μm微孔濾膜過濾,除去未反應(yīng)的Col,將所得殘余物(Col-PC)經(jīng)冷凍干燥24 h,取出,研磨粉碎,計算復(fù)合率。結(jié)果顯示,3 批樣品的復(fù)合率分別為88.5%、89.1%、88.9%,平均值為88.83%,RSD為0.003%。
1.7.1 差示掃描量熱法(DSC)
稱取3 mg 左右的樣品,裝入鋁坩堝中,把樣品壓平整,置于壓樣機中,蓋上坩堝蓋,旋轉(zhuǎn)壓片機扳手,封好樣品;不放樣品,壓制一個空坩堝作為參比樣品,放入儀器中進行檢測,檢測條件為:以每分鐘10 ℃升溫,在25~250 ℃范圍內(nèi)掃描,以N2為保護氣體,流速為60 mL/min。樣品為:Col、Col-PC、磷脂及兩者物理混合物,繪制各樣品的DSC圖。
1.7.2 表觀油水分配系數(shù)的測定
取適量正辛醇和超純水,于臺式恒溫震蕩器震蕩24 h,轉(zhuǎn)移至250 mL 分液漏斗,靜置過夜,分液,上層為水飽和正辛醇溶液,下層為正辛醇飽和水溶液。
用水飽和的正辛醇溶解Col、Col-PC 及其物理混合物,配成一定的濃度。精密吸取0.5 mL 置于10 mL 的離心管,再取4 mL 正辛醇飽和的水溶液,封口,在25 ℃臺式恒溫振蕩儀振蕩6 h,于轉(zhuǎn)速為4 000 r/min,時間為10 min 離心,取下層水溶液,用無水乙醇配成適當(dāng)?shù)臐舛?,按照?.4.1色譜條件”測定,得到C水。將溶解藥物的正辛醇溶液配成適當(dāng)?shù)臐舛?,按照?.4.1色譜條件”測定,得到C總。即按公式2得C油,按公式3得表觀油水分配系數(shù)P。
將生長至對數(shù)期活化的HSC-T6 細胞以每孔(6×100)~(7×100)個的密度接種于96 孔板上,放入37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,棄去培養(yǎng)基,加入不同濃度的Col和Col-PC的DMSO 溶液(DMSO 的質(zhì)量分數(shù)<0.1%),每個質(zhì)量濃度平行5 組,同時設(shè)不加藥的空白組,繼續(xù)放回培養(yǎng)箱培養(yǎng),48 h后每孔加入20 μL MTT 溶液(5 mg/mL),在培養(yǎng)箱中孵育4 h后,吸去上清液,每孔加100 μL DMSO,避光,放置于搖床振蕩10 min,使用酶標儀測定各孔在570 nm 處的吸光度值,記錄實驗結(jié)果,并按公式4 計算平均抑制率。
2.1.1 標準曲線的繪制
Col在2.4~60.0μg/mL濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,線性回歸方程為:A=9 854.8C-1987 0,r=0.999 9。
2.1.2 精密度試驗
RSD%分別為0.20%、1.98%、0.71%,均小于2%,精密度符合要求。
2.1.3 穩(wěn)定性試驗
Col溶液的日內(nèi)誤差的RSD為1.56%,小于2%,說明Col溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定性較好。
2.1.4 準確度試驗
Col 對照品的回收率80%,100%,120%的RSD分別為0.23%、1.45%、1.95%,均小于2%,表明該方法準確度好。
按照表1的正交試驗設(shè)計得出結(jié)果,見表2。為了確定顯著性因子,對表2 進行方差分析和顯著性檢驗,結(jié)果見表3。結(jié)果顯示,3種因素對Col-PC的復(fù)合率的影響大小依次為B>A>C。A、B 和C 因素對Col-PC 的制備均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05),由此得出制備Col-PC的最佳條件為A2B3C3。
表2 正交試驗設(shè)計與結(jié)果
表3 方差分析結(jié)果
3批樣品的復(fù)合率分別為88.5%、89.1%、88.9%,平均值為88.83%,RSD為0.003%。
2.4.1 DSC結(jié)果
DSC 結(jié)果見圖1。游離的Col 在157 ℃有一個強的吸熱峰,而制備成磷脂復(fù)合物這個吸熱峰不明顯,物理混合物在157 ℃左右也有一個小峰,但不是很強,有可能是磷脂和Col物理混合時,在加熱條件下產(chǎn)生自組裝。
圖1 DSC圖
2.4.2 表觀油水分配系數(shù)的測定
表觀油水分配系數(shù)P,見表4。以磷脂為載體,Col-PC的油水分配系數(shù)高于Col,將Col制備成磷脂復(fù)合物改善了Col的脂溶性。
表4 Col、Col-PC及物理混合物的表觀油水分配系數(shù)系數(shù),n=3
2.4.3 體外細胞毒性試驗
Col和Col-PC給藥24 h后對不同腫瘤細胞的生長抑制情況,見圖2。對HSC-T6 細胞Col 的IC50為152.7 μg/mL,Col-PC為66.57 μg/mL,從IC50值來看,Col-PC的抑制效果優(yōu)于Col組。
圖2 秋水仙堿和Col-PC對HSC-T6的24 h的細胞生長抑制率
目前,Col 現(xiàn)有的劑型在臨床上的應(yīng)用存在一定程度的限制。本研究以磷脂為載體,成功制備Col-PC,一定程度上提高了Col的油水分配系數(shù),改善了Col 的脂溶性,實現(xiàn)高復(fù)合率,為制備Col 新劑型提供參考。本實驗的溫度設(shè)計是根據(jù)磷脂的特性進行設(shè)計的。磷脂在高于70 ℃條件下極易氧化[12],故本實驗的溫度不超過60 ℃。再者,考慮磷脂置于室溫中容易氧化,穩(wěn)定性發(fā)生改變,因此,在復(fù)合物干燥時,選用冷凍干燥法。親脂性的增強,可能是由于藥物與磷脂的極性端發(fā)生相互作用,抑制該部分單鏈的自由轉(zhuǎn)動,而磷脂的脂肪酸長鏈等非極性部分并不參與復(fù)合反應(yīng),可自由移動,包裹磷脂的極性部分形成一個親脂性表面,使復(fù)合物表現(xiàn)出較強的親脂性[13]。
經(jīng)MTT試驗結(jié)果顯示,Col及Col-PC都隨著藥物濃度的增加對HSC-T6 細胞的抑制率逐漸升高,呈濃度依賴性,在50 μg/mL、60 μg/mL 時抑制效果明顯,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,但在其他濃度范圍差異無統(tǒng)計學(xué)意義。并且,Col-PC 在抑制HSC-T6 細胞較原料藥作用強,IC50值比原料藥低,能為擴寬Col的治療指數(shù)提供思路,為Col新劑型治療肝纖維化打下基礎(chǔ)。
本實驗僅對Col-PC的制備,部分理化性質(zhì)及對HSC-T6細胞的抑制作用進行研究,實驗尚未完全,以待進一步研究。有研究報道,磷脂復(fù)合物新型給藥系統(tǒng)可以抑制細胞膜上的P-gp蛋白的表達,阻斷藥物轉(zhuǎn)運,繼而提高療效[14]。且肝星狀細胞分泌CTGF、ECM 在肝星狀細胞中的互動是原代HCS 活化的中心通路[15],這可能是Col-PC的藥效增強的原因。此外,我們課題組前期研究表明,秋水仙堿能抑制TGF-β1/Smad信號通路,減輕CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化[16],Col-PC的藥效機制還需進一步研究。