CN116459234A - 一种靶向型人参皂苷Rg3递送制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种靶向型人参皂苷Rg3递送制剂及其制备方法和作为治疗视网膜缺血再灌注损伤的药物的应用,属于医药技术领域。本发明使用传统大豆卵磷脂作为递送制剂的外壳材料,包裹疏水性药物人参皂苷Rg3,将脂溶性药物人参皂苷Rg3制成了亲水性制剂,解决了人参皂苷Rg3成药难的问题;另外,本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂通过透明质酸的修饰作用,具有了细胞靶向性和细胞膜穿透能力,同时降低了直接给药造成的峰谷现象;此外,本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂通过在水化时引入透明质酸,使其能在病变部位释放药物,增强了人参皂苷Rg3的抗炎抗氧化活性,并且透明质酸具有协同抗炎作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种人参皂苷递送制剂及其制备方法和应用,具体涉及一种靶向型人参皂苷Rg3递送制剂及其制备方法和作为治疗视网膜缺血再灌注损伤的药物的应用,属于医药技术领域。
背景技术
视网膜缺血再灌注损伤即缺血的视网膜组织重新实现血供后,视网膜损伤未减轻反而有所加重的病理现象,是许多视网膜疾病的常见病因,包括急性青光眼、早产儿视网膜病变、老年性黄斑变性和糖尿病视网膜病变,致使视网膜神经节细胞(RGCs)死亡和随后的视神经变性,导致视力丧失,造成永久性失明。
据世界卫生组织统计,在全球范围内,可预防或有待解决的视力损害至少有10亿人。这10亿人中受缺血性视网膜疾病困扰的人数超过一千万。目前对于视网膜缺血性疾病的治疗策略主要是眼镜检查法或配有视网膜成像进行筛查,利用激光治疗,滴眼液、手术联合使用方案;或反复间歇性眼内注射抗血管内皮生长因子药物结合光学相干断层扫描成像。然而,这两种治疗策略却存在对眼部损伤较大、患者依从率低、预后不良等问题。鉴于目前临床治疗效果有限,最终视网膜缺血再灌注损伤会导致视功能不可逆性损害甚至失明。
尽管目前已经有一些药物在实验条件下能够对抗视网膜缺血再灌注损伤,但由于给药方式、给药次数、药物副作用等多方面的原因,这些药物进入临床应用还存在有若干限制。也就是说,目前临床实践中尚无***的、有效的对抗视网膜缺血再灌注损伤的方法。因此,急需一种新型的治疗方案,能够将有效药物靶向定点释放并具有长效作用。
视网膜缺血再灌注损伤的病理机制由不同细胞类型和机制协同作用,研究表明,在视网膜缺血再灌注损伤中会产生大量的活性氧(ROS),包括超氧阴离子自由基(O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟基阴离子(OH-),这种自由基爆发,破坏正常的细胞抗氧化防御机制,导致氧化应激和各种类型的组织损伤。同时ROS通过激活核转录因子kappa b等氧化敏感转录因子来促进炎性细胞因子的产生。氧化应激诱导视网膜色素上皮细胞死亡主要是由于坏死导致炎症基因的表达,而促炎性细胞因子(如TNF-α和IL-1β等)在视网膜缺血性疾病患者的眼中上调。视网膜色素上皮层为视网膜最外层结构,同时作为直接接收光源的视网膜部分最容易受到ROS刺激的影响。
目前,已报道的具有保护视网膜、视神经功能的中药有葛根、丹参、枸杞子、黄芪、银杏叶等,但由于传统中药成分比较复杂、全身给药后存在副作用、药物作用机制复杂不清等,导致这些中药在临床上应用存在争议,尚未被国际广泛认可。人参皂苷Rg3是从中草药人参根中提取的最有效成分之一,具有原人参二醇结构,负责人参的大部分药理作用,包括免疫调节、抗癌、抗衰老和抗氧化活性,单体抗癌药参一胶囊(主要原料人参皂苷Rg3)早在2003年就已获批上市。研究表明人参皂苷Rg3通过抑制NLRP3炎症小体,对大鼠局灶性脑缺血损伤具有神经保护作用;在TNF-α诱导的肌管萎缩模型中,人参皂苷Rg3显著抑制线粒体活性氧的产生并恢复线粒体膜电位和ATP的含量;在大鼠心肌缺血再灌注模型中,给予包裹人参皂苷Rg3的纳米颗粒能够显著降低大鼠心肌内活性氧水平,起到抗氧化和抗心机纤维化的功能。然而,由于人参皂苷Rg3的疏水性和较低的生物利用度,限制了其在临床的应用。
透明质酸是一种线性亲水多糖,能够与细胞表面受体CD44相互作用,这种受体由人视网膜色素上皮细胞和受炎症激活的小胶质细胞/巨噬细胞高度表达,而同时透明质酸是眼睛中玻璃体的主要成分,因此具有优良的眼内生物相容性。迄今为止,尚未见靶向型人参皂苷Rg3递送制剂治疗眼部疾病的报道。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种靶向型(靶向视网膜最外层即色素上皮层)人参皂苷Rg3递送制剂及其制备方法和应用。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
一种靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的制备方法,包括以下步骤:
Step1:将大豆卵磷脂、胆固醇、PEG-2000和人参皂苷Rg3混合,溶解于氯仿/甲醇混合溶剂中,超声处理,得到透明澄清的溶液;
Step2:将上述透明澄清的溶液置于旋转蒸发仪上进行旋蒸,直至形成一层浅黄色薄膜;
Step3:将透明质酸水溶液加入到上述浅黄色薄膜中,于旋转蒸发仪上进行旋蒸水化;
Step4:水化完成之后将所得溶液转移至干净西林瓶中,使用细胞破碎仪进行超声处理,得到具有蓝的乳光的澄清透明液体;
Step5:将上述具有蓝的乳光的澄清透明液体用离心机进行离心,得到充分包裹了人参皂苷Rg3的递送制剂;
Step6:将上述充分包裹了人参皂苷Rg3的递送制剂转移到洗净的西林瓶中,再次使用细胞破碎仪进行超声处理,得到具有蓝的乳光的澄清的透明质酸修饰的人参皂苷Rg3递送制剂。
优选的,在Step1中,大豆卵磷脂、胆固醇、PEG-2000和人参皂苷Rg3的混合比例为70g:17g:4.8g:30g。
优选的,在Step2中,旋蒸温度为37℃,转速为90r/min。
优选的,在Step3中,透明质酸的加入量为人参皂苷Rg3质量的10%;旋蒸温度为50℃,转速为100r/min。
优选的,在Step4中,每超声5s暂停5s,共处理5min。
优选的,在Step5中,离心速度为5000r/min,离心时间为10min。
优选的,在Step6中,每超声5s暂停5s,共处理5min。
前述制备方法制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂。
前述的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂作为治疗视网膜缺血再灌注损伤的药物的应用。
本发明的有益之处在于:
(1)使用传统大豆卵磷脂作为递送制剂的外壳材料,包裹疏水性药物人参皂苷Rg3,将脂溶性药物人参皂苷Rg3制成了亲水性制剂,解决了人参皂苷Rg3成药难的问题;
(2)本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂通过透明质酸的修饰作用,具有了细胞靶向性和细胞膜穿透能力,同时降低了直接给药造成的峰谷现象;
(3)本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂通过在水化时引入透明质酸,使其能在病变部位释放药物,增强了人参皂苷Rg3的抗炎抗氧化活性,并且透明质酸具有协同抗炎作用;
(4)本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂既可以用于由视网膜缺血再灌注损伤引起的炎症,为视网膜炎症治疗提供了新方法,又可以用于由视网膜缺血再灌注损伤引起的过量活性氧,为视网膜缺血再灌注疾病治疗提供了新方法。
附图说明
图1是本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的透射电镜图;
图2是本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的粒径分布图;
图3是本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的Zeta电位分布图;
图4是视网膜色素上皮细胞对本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂于6h、12h、24h的摄取情况图;
图5是本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂对小鼠腹腔原代巨噬细胞炎症因子一氧化氮的分泌的影响情况的检测结果图;
图6是视网膜色素上皮细胞在建立视网膜缺血再灌注损伤模型后对人参皂苷Rg3和本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的ATP含量测定结果图;
图7是视网膜色素上皮细胞在建立视网膜缺血再灌注损伤模型后的细胞内活性氧荧光强度检测结果图;
图8是与图7对应的荧光强度统计结果图;
图9是C57小鼠视网膜HE染色结果图;
图10是C57小鼠视网膜BRN3A蛋白免疫荧光检测检测图;
图11是与图10对应的荧光强度统计结果图;
图12是C57小鼠视网膜β-III-Tubulin蛋白免疫荧光检测结果图;
图13是与图12对应的荧光强度统计结果图;
图14是C57小鼠视网膜胶质细胞IBA1免疫荧光检测结果图;
图15是与图14对应的荧光强度统计结果图;
图16是C57小鼠视网膜胶质细胞GFAP免疫荧光检测结果图;
图17是与图16对应的荧光强度统计结果图;
图18是C57小鼠视网膜铺片药物摄取情况图;
图19是与图18对应的荧光强度统计结果图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一、制备靶向型(靶向视网膜最外层)人参皂苷Rg3递送制剂
精确称取70.0mg大豆卵磷脂、17.0mg胆固醇、4.8mg PEG-2000和30.0mg人参皂苷Rg3,加入至100mL圆底烧瓶中,溶解于30mL氯仿/甲醇(3:1,v/v)混合溶剂中,使用超声仪超声处理5min,使混合物充分溶解,得到透明澄清的溶液。
将上述透明澄清的溶液置于旋转蒸发仪上进行旋蒸,温度为37℃,转速为90r/min,直至形成一层浅黄色薄膜(约30min)。
精确称取3.0mg透明质酸,溶解于10mL超纯水中,得到浓度为3.0mg/10mL的透明质酸水溶液。将上述浓度为3.0mg/10mL的透明质酸水溶液加入到上述浅黄色薄膜中,然后置于旋转蒸发仪上进行旋蒸水化,温度为50℃,转速为100r/min,时间为90min,此过程不需要负压处理。
水化完成之后将所得溶液转移至干净西林瓶中,使用细胞破碎仪进行超声处理,每超声5s暂停5s,共处理5min,使较大的颗粒破碎为小颗粒,得到具有蓝的乳光的澄清透明液体。
将上述具有蓝的乳光的澄清透明液体分装到1.5mL离心管中,置于离心机中以5000r/min的速度离心10min,使游离的人参皂苷Rg3(沉淀)分离出来,得到充分包裹了人参皂苷Rg3的递送制剂(上清溶液)。
将离心管中的上清溶液转移到洗净的西林瓶中,再次使用细胞破碎仪进行超声处理,每超声5s暂停5s,共处理5min,使递送制剂的粒径控制在150nm左右,得到具有蓝的乳光的澄清的透明质酸修饰的人参皂苷Rg3递送制剂,4℃保存,备用。
由于透明质酸是一种线性亲水多糖,能够与细胞表面受体CD44相互作用,这种受体由人视网膜色素上皮细胞和受炎症激活的小胶质细胞/巨噬细胞高度表达,所以本发明制备得到的透明质酸修饰的人参皂苷Rg3递送制剂可以靶向视网膜最外层(即色素上皮层),其是一种靶向型(靶向视网膜最外层)人参皂苷Rg3递送制剂。
另外,由于透明质酸是眼睛中玻璃体的主要成分,所以本发明制备得到的透明质酸修饰的人参皂苷Rg3递送制剂具有优良的眼内生物相容性。
二、测定靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的包封率
将本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂溶解于甲醇中,采用美国马萨诸塞州波士顿Perkin Elmer公司生产的Perkin Elmer Lambda 6紫外-可见光谱仪,在203nm波长处用紫外-可见分光光度计测定人参皂苷Rg3的浓度。
最终计算得到该靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的包封率为82%。
三、对靶向型人参皂苷Rg3递送制剂进行表征
1、形态表征
利用透射电子显微镜(TEM)对本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的形态进行表征。得到的透射电镜图见图1。
2、粒径和Zeta电位表征
利用DelsaNano C纳米粒度/Zeta电位分布分析仪对本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的粒径以及Zeta电位进行表征。得到的粒径分布图见图2、Zeta电位分布图见图3。
由图1、图2和图3可知,本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂呈规则球形,大小均匀,粒径约为135.5nm,Zeta电位为-25.53mV,且分散性较好,稳定性较高。
四、在细胞水平上探究靶向型人参皂苷Rg3递送制剂对视网膜缺血再灌注损伤的治疗作用
1、细胞摄取实验
取3mL本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂,置于50mL圆底烧瓶中,然后加入5mg Cy5.5,之后在50℃的水浴中加热并不断搅拌2h,得到红色荧光标记的递送制剂。将视网膜色素上皮细胞(ARPE-19细胞)接种于2cm细胞共聚焦小皿中,孵育过夜后细胞贴壁,加入上述红色荧光标记的递送制剂,分别于6h、12h、24h后洗去含递送制剂的培养液,经细胞固定、通透以及DAPI标记细胞核之后,使用激光共聚焦显微镜观察随着时间推移细胞对递送制剂的摄取情况。
视网膜色素上皮细胞对本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的摄取情况的检测结果见图4。由图4可知,随着时间的推移,本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂成功被ARPE-19细胞摄取并且呈现出时间依赖性摄取,表明该递送制剂具有良好的生物相容性及细胞摄取能力。
2、抗炎活性研究
将从小鼠腹腔中提取的原代巨噬细胞接种于24孔板中,孵育过夜后分别加入含有不同浓度本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂预处理2h后,加入脂多糖建立炎症模型,24h后使用总一氧化氮检测试剂盒检测细胞上清液中由细胞分泌的炎症因子一氧化氮含量。
本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂对小鼠腹腔原代巨噬细胞炎症因子一氧化氮的分泌的影响情况的检测结果见图5。由图5可知,与脂多糖刺激的炎症模型组相比,加入本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂后明显抑制了炎症因子一氧化氮的产生,且该抑制效果具有浓度依赖性,证明了本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3具有良好的抗炎功效。
3、视网膜细胞保护能力研究
将ARPE-19细胞接种于96孔板中,孵育过夜后换含有不同浓度的本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂全培养基预处理,预处理结束后更换无糖培养基并将此96孔板置于乏氧小室中模拟缺血缺氧环境,以此来建立视网膜缺血再灌注损伤模型,37℃孵育12h后取出检测细胞内ATP含量。
人参皂苷Rg3和本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的ATP含量测定结果见图6。由图6可知,本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的存在明显抑制了建立视网膜缺血再灌注损伤模型之后细胞内ATP含量下降的现象,且该效果具有一定的浓度依赖性,证明本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂在体外表现出了良好的视网膜细胞保护的能力。
4、视网膜细胞活性氧生成研究
将ARPE-19细胞接种于2cm的共聚焦小皿中,孵育过夜后换含有不同浓度的本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的全培养基预处理,预处理结束后更换无糖培养基并将小皿置于乏氧小室中模拟缺血缺氧环境,以此来建立视网膜缺血再灌注损伤模型,37℃孵育12h后取出,弃无糖培养基,磷酸盐缓冲液洗涤后,使用活性氧检测试剂盒,在共聚焦小皿中加入活性氧荧光探针,活性氧呈绿色荧光,根据试剂盒说明,37℃孵育20-30min后,使用共聚焦显微镜拍摄活性氧生成情况。
细胞内活性氧荧光检测结果见图7,荧光强度统计结果见图8。由图7和图8可知,与对照组相比,模型组的细胞内活性氧水平显著增高,而在给予药物治疗后,活性氧水平降低,表明靶向型人参皂苷Rg3递送制剂能够显著抑制细胞内活性氧水平。
五、在动物水平上探究靶向型人参皂苷Rg3递送制剂对视网膜缺血再灌注损伤的治疗作用
1、视网膜HE染色
使用前房加压法构建C57小鼠视网膜缺血再灌注损伤模型后,玻璃体内注射本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂,7d后处死,取出眼球,经过固定后,石蜡包埋,对眼球切片进行苏木精-伊红染色,将染色后的切片置于显微镜下观察视网膜结构形态。
C57小鼠视网膜HE染色结果见图9。由图9可知,视网膜缺血再灌注损伤模型组小鼠视网膜各层变薄,视网膜神经节细胞丢失;而与模型组相比,玻璃体注射本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂后,视网膜的形态以及厚度得到了较好的恢复,表明本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂成功抑制了缺血再灌注后视网膜细胞的凋亡并改善了视网膜功能状态。
2、视神经细胞保护实验
使用前房加压法构建C57小鼠视网膜缺血再灌注损伤模型后,玻璃体内注射本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂,7d后处死,取出眼球,经过蔗糖脱水、4%多聚甲醛固定、冷冻包埋处理之后,进行冰冻切片,切片厚度8μm,对视网膜神经节细胞特异性蛋白BRN3A和视网膜神经微管蛋白β-III-Tubulin进行荧光染色后用DAPI标记细胞核,使用激光共聚焦显微镜观察荧光强度。
视网膜神经节细胞特异性蛋白BRN3A的免疫荧光检测结果见图10,荧光强度统计结果见图11。视网膜神经微管蛋白β-III-Tubulin的免疫荧光检测结果见图12,荧光强度统计结果见图13。由图10、图11、图12和图13可知,与模型组相比,给予本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂后,视网膜神经节细胞特异性蛋白BRN3A荧光数量明显增加、视网膜神经微管蛋白β-III-Tubulin荧光强度明显增加,证明了本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂在视网膜缺血再灌注发生后,对视神经细胞起到了良好的保护作用。
3、视网膜炎症抑制实验
取前面视神经细胞保护实验中所得的视网膜冰冻切片,对胶质细胞特异性蛋白IBA1和GFAP进行荧光染色后用DAPI标记细胞核,使用激光共聚焦显微镜观察荧光强度。
胶质细胞特异性蛋白IBA1的免疫荧光检测结果见图14,荧光强度统计结果见图15。胶质细胞特异性蛋白GFAP的免疫荧光检测结果见图16,荧光强度统计结果见图17。由图14、图15、图16和图17可知,模型组胶质细胞特异性蛋白IBA1和GFAP荧光强度明显增加,胶质细胞在缺血再灌注状态下被激活;而与模型组相比,给予本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂后胶质细胞特异性蛋白IBA1和GFAP的荧光明显降低,表明胶质细胞的活化增殖被抑制,炎症反应被抑制,证明了本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂在体内具有良好的视网膜炎症抑制能力。
4、视网膜药物摄取实验
建立视网膜缺血再灌注损伤模型后,玻璃体注射Cy5.5红色荧光标记的本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂,分别在第7d、第14d、第21d取眼球,进行固定后,取视网膜色素上皮-脉络膜复合层平铺,经过甲醇浸泡后,使用激光共聚焦显微镜观察视网膜色素上皮层的荧光。
视网膜色素上皮层的荧光检测结果见图18,荧光强度统计结果见图19。由图18和图19可知,在第7d时,荧光强度最强,证明本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂能够准确靶向色素上皮层,并能够被视网膜长效吸收,直到第21d时,仍能够检测到红色荧光,证明本发明制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂具有良好的生物相容和长效缓释性。
需要说明的是,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明技术方案所引伸出的显而易见变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种靶向型人参皂苷Rg3递送制剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
Step1:将大豆卵磷脂、胆固醇、PEG-2000和人参皂苷Rg3混合,溶解于氯仿/甲醇混合溶剂中,超声处理,得到透明澄清的溶液;
Step2:将上述透明澄清的溶液置于旋转蒸发仪上进行旋蒸,直至形成一层浅黄色薄膜;
Step3:将透明质酸水溶液加入到上述浅黄色薄膜中,于旋转蒸发仪上进行旋蒸水化;
Step4:水化完成之后将所得溶液转移至干净西林瓶中,使用细胞破碎仪进行超声处理,得到具有蓝色乳光的澄清透明液体;
Step5:将上述具有蓝色乳光的澄清透明液体用离心机进行离心,得到充分包裹了人参皂苷Rg3的递送制剂;
Step6:将上述充分包裹了人参皂苷Rg3的递送制剂转移到洗净的西林瓶中,再次使用细胞破碎仪进行超声处理,得到具有蓝色乳光的澄清的透明质酸修饰的人参皂苷Rg3递送制剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在Step1中,大豆卵磷脂、胆固醇、PEG-2000和人参皂苷Rg3的混合比例为70g:17g:4.8g:30g。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在Step2中,旋蒸温度为37℃,转速为90r/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在Step3中,透明质酸的加入量为人参皂苷Rg3质量的10%。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在Step3中,旋蒸温度为50℃,转速为100r/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在Step4中,每超声5s暂停5s,共处理5min。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在Step5中,离心速度为5000r/min,离心时间为10min。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在Step6中,每超声5s暂停5s,共处理5min。
9.权利要求1至8任意一项所述制备方法制备得到的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂。
10.权利要求9所述的靶向型人参皂苷Rg3递送制剂作为治疗视网膜缺血再灌注损伤的药物的应用。
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