陳華,徐紅,安磊,鮑旭,高萌,梅林,田燕#(1.大連兒童醫(yī)院藥劑科,遼寧大連116001;.大連醫(yī)科大學(xué),遼寧大連 116044)
齊墩果酸(OA)是天然五環(huán)三萜類化合物,具有消炎、抗腫瘤和抗高血脂等多方面的藥理作用[1],目前市售劑型主要有片劑、膠囊劑等。但是由于OA脂溶性較強,在胃腸道的溶出低、吸收差,導(dǎo)致其生物利用度低,不能被人體很好地吸收利用,故限制了其藥理作用的充分發(fā)揮。
納米粒(NPs)用作藥物載體具有粒度小、比表面積大、活性中心多、吸附能力強等優(yōu)點,經(jīng)靜脈注射后,在體內(nèi)的分布首先取決于微粒的粒徑大小。通常粒徑為50~100 nm的微粒系統(tǒng)可以進入肝實質(zhì)細(xì)胞中;粒徑為100~200 nm的微粒很快被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞從血液中清除,最終可到達肝枯否細(xì)胞(Kupffer cell)溶酶體中;同時表面帶負(fù)電荷的微粒易被肝臟攝取[2]。因此控制NPs的粒徑及表面帶電性,有望實現(xiàn)對肝臟的主動靶向作用。
本試驗采用水溶性四氮唑(WST-1)法比較大連醫(yī)科大學(xué)自制的3種OA-NPs,即OA/乳酸羥基乙酸共聚物納米粒(OAPLGA-NPs,簡稱OPN)[3]、OA/乳酸羥基乙酸共聚物-水溶性維生素E納米粒(OA-PLGA-TPGS-NPs,簡稱OPTN)[4]和OA/聚己內(nèi)酯-聚乳酸-水溶性維生素E納米粒(OA-PCL-PLA-TPGS-NPs,簡稱OPPTN),對小鼠腹水型肝癌高淋巴道轉(zhuǎn)移細(xì)胞株(HCa-F)的體外抑制作用,為OA-NPs在體內(nèi)對肝臟的主動靶向性、體內(nèi)抑瘤率等試驗奠定基礎(chǔ),以使OA能更好地發(fā)揮其保肝和抗肝癌等作用,并為制備OA新制劑提供試驗依據(jù),使其具有更大的開發(fā)和應(yīng)用前景。
354型酶標(biāo)儀(美國Thermo電子公司);FA1104型萬分之一電子天平(上海精科實業(yè)有限公司)。
OPN(批號:20100908,規(guī)格:260mg·g-1)、OPTN(批號:20100908,規(guī)格:280mg·g-1)、OPPTN(批號:20100908,規(guī)格:270mg·g-1)、OA溶液劑(簡稱OS,溶媒:聚乙二醇400,批號:20100912,濃度:800μg·m L-1)均由大連醫(yī)科大學(xué)藥劑學(xué)教研室自制;氟尿嘧啶注射液(深圳三順制藥有限公司,批號:20110320,規(guī)格:25mg·m L-1);WST-1細(xì)胞增殖及細(xì)胞毒性檢測試劑盒(德國羅氏公司,批號:M1680);DMEM培養(yǎng)基(上海億欣生物科技有限公司,批號:9008-97-3);其余輔料均為藥用規(guī)格,所用試劑均為分析純。
HCa-F,由大連醫(yī)科大學(xué)形態(tài)學(xué)教研室提供,培養(yǎng)條件:pH 7.2的DMEM培養(yǎng)液,37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
常規(guī)方法復(fù)蘇HCa-F凍存細(xì)胞,鏡下計數(shù)活瘤細(xì)胞個數(shù)。調(diào)整活瘤細(xì)胞濃度為3×107個/m L。將0.2m L細(xì)胞懸液接種于小鼠腹腔,6 d后腹水完全形成,取腹水,將活瘤細(xì)胞濃度調(diào)整為2×107個/m L,為體外試驗做準(zhǔn)備。
試驗分為8組,分別為陽性對照組:接種細(xì)胞后加入10μL氟尿嘧啶注射液(終濃度為2.5、10、20μg·m L-1);OPN、OPTN、OPPTN組:接種細(xì)胞后分別加入10μL對應(yīng)的OPN、OPTN、OPPTN的混懸液(OA終濃度分別為2.5、10、20μg·m L-1);OS組:接種細(xì)胞后加入10μL OS(OA終濃度分別為2.5、10、20 μg·m L-1);空白NPs組:接種細(xì)胞后加入10μL空白NPs混懸液(不含OA,材料濃度同OS組);陰性對照組:接種細(xì)胞后加入10μL培養(yǎng)液;空白組:不加任何物質(zhì),直接將96孔板在酶標(biāo)IR=[1-(A試驗組-A空白組)(/A陰性對照組-A空白組)]×100%。用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件,數(shù)據(jù)采用±s表示,多組資料采用方差分析,兩組間比較采用t檢驗,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。測得空白組A=0.046±0.011(n=6),陰性對照組A=0.063±0.013(n=6),試驗組培養(yǎng)不同時間后對HCa-F細(xì)胞的IR及其方程(將同一培養(yǎng)時間的3個藥物濃度分別與對應(yīng)的IR進行線性回歸,得到不同培養(yǎng)時間的IR方程)見表1。儀上測定。每組6個復(fù)孔,除陰性對照組和空白組外其余各組為試驗組。
用含10%胎牛血清、100 u·m L-1青霉素、100μg·m L-1鏈霉素的DMEM培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液,以每孔5×103個細(xì)胞接種于96孔板,每孔100μL。按“2.2”項下分組分別加入相應(yīng)藥物,每孔10μL,在飽和濕度條件下,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)24、48、72 h后,每孔加入計算量的WST-1溶液10μL,繼續(xù)孵育4 h,終止培養(yǎng)。選擇450 nm波長在酶標(biāo)儀上測定各孔的吸光度(A)值,參比波長為600 nm,記錄結(jié)果,分別計算其IR,
表1 試驗組培養(yǎng)不同時間后對HCa-F細(xì)胞的IR值及其方程(±s,n=6)Tab 1 Absorbance and IR equation of HCa-F after different incubation duration(±s,n=6)
表1 試驗組培養(yǎng)不同時間后對HCa-F細(xì)胞的IR值及其方程(±s,n=6)Tab 1 Absorbance and IR equation of HCa-F after different incubation duration(±s,n=6)
組別空白NPs組陽性對照組濃度/μg·mL-1 IR/%OPN組2.5 10 20 2.5 10 20 IR方程OPTN組2.5 10 20 IR方程OPPTN組2.5 10 20 IR方程OS組2.5 10 20 24h 2.2±0.3 29.3±0.8 47.5±0.9 57.6±1.4 21.7±0.9 28.9±0.7 39.6±0.9 IR=1.0254c+18.958(r=0.9991)35.8±1.1 57.6±1.2 68.7±1.3 IR=1.8384c+34.118(r=0.9299)32.9±1.0 51.6±1.1 60.7±1.2 IR=1.5519c+31.588(r=0.9241)12.9±0.6 17.6±0.7 23.8±0.9 48h 4.9±0.4 30.2±0.8 49.8±1.0 60.3±1.1 35.8±1.0 56.3±1.1 70.6±1.4 IR=1.9584c+33.018(r=0.9662)50.7±1.2 69.6±1.3 85.6±1.3 IR=1.9730c+47.259(r=0.9831)43.2±1.1 64.4±1.0 78.6±1.2 IR=1.8930c+39.559(r=0.9901)15.8±0.8 21.3±0.7 28.7±0.6 72h 6.2±0.6 31.5±0.9 50.3±0.8 60.6±0.9 42.9±0.9 63.6±1.1 75.4±1.3 IR=1.8443c+40.786(r=0.9479)54.3±1.2 79.2±1.4 92.6±1.5 IR=2.3211c+49.122(r=0.9991)50.8±0.8 71.7±1.3 83.9±1.2 IR=2.0876c+43.851(r=0.9657)16.7±0.8 22.5±1.0 29.4±0.9
由表1結(jié)果表明,(1)空白NPs組培養(yǎng)72 h時的IR=(6.2±0.6)%,計算可知其中細(xì)胞的存活率為93.8%,表明空白NPs沒有明顯的細(xì)胞毒性。(2)與同組中相同時間2.5μg·m L-1比較,OPN、OPTN、OPPTN組OA濃度為20μg·m L-1時IR均明顯升高(P均<0.01),表明隨OA濃度的增加,OPN、OPTN、OPPTN的體外抗腫瘤活性逐漸增強,即其抗腫瘤活性具有濃度依賴性。(3)與陽性對照組相同濃度比較,72 h時OPN、OPTN、OPPTN組OA濃度為10、20μg·m L-1時IR均明顯升高(P均<0.01),OA濃度為2.5μg·m L-1時IR無明顯變化,表明OPN、OPTN和OPPTN具有良好的緩釋作用以及較高的體外抗腫瘤活性。(4)與陽性對照組相同濃度比較,OS組3個濃度培養(yǎng)24、48、72 h的IR均無明顯變化(P均>0.05),表明OS組和陽性對照組中的藥物釋放快,在培養(yǎng)液中很快達到最大釋放量,而發(fā)揮其抗腫瘤的作用,故不同時間對HCa-F細(xì)胞的IR變化較小。(5)與同組中相同濃度24 h比較,OPN、OPTN、OPPTN組3個濃度培養(yǎng)72 h的IR均明顯升高(P均< 0.01),表明隨培養(yǎng)時間的延長,OPN、OPTN、OPPTN的體外抗腫瘤活性逐漸增強,即其抗腫瘤活性具有時間依賴性。
IC50是在指定時間內(nèi)培養(yǎng)的細(xì)胞被殺死一半時所需要的藥物濃度,是體外藥物制劑治療作用的定量評價方法。根據(jù)OPN、OPTN、OPPTN組的IR方程,將IR=50%分別代入不同培養(yǎng)時間的IR方程,計算其IC50。不同濃度OPN、OPTN、OPPTN組培養(yǎng)不同時間后對HCa-F細(xì)胞的IC50比較見表2。
表2 不同濃度OPN、OPTN、OPPTN組培養(yǎng)不同時間后對HCa-F細(xì)胞的IC50比較(n=6)Tab 2 Comparison of IC50 of OPN,OPTN and OPPTN at different concentrations to HCa-F after different incubation duration(n=6)
由表2結(jié)果表明,隨著培養(yǎng)時間的延長,3種OA-NPs對HCa-F細(xì)胞的IC50逐漸減小,其中OPTN組明顯小于OPPTN組和OPN組(P<0.05或P<0.01),主要是因為OPTN粒徑更小、表面所帶負(fù)電荷的絕對值更大[3,4],更易被腫瘤細(xì)胞攝取、吞噬,以及藥物釋放更快更完全[2]。
不同濃度OPN、OPTN和OPPTN組的IR在相同時間時分別明顯高于OS組(P均<0.01),表明NPs作為藥物載體由于其粒徑、表面電荷等有助于OA被細(xì)胞更好地攝取、吞噬,使OA能更好地發(fā)揮其抗腫瘤作用;而3種OA-NPs均在72 h時的抗腫瘤作用最強,這是因為此時NPs釋放出藥物量最多,表明其良好的緩釋性和靶向性。
本試驗結(jié)果表明,HCa-F細(xì)胞體外培養(yǎng)24、48、72 h時3個濃度的OPTN、OPPTN組的IR均明顯比OPN組高,差異具有顯著性意義(P<0.05或P<0.01)。這是因為OPTN組和OPPTN組隨著其載體材料PLGA-TPGS、PCL-PLA-TPGS的降解能釋放出更多的TPGS,而TPGS能通過抑制P糖蛋白改善細(xì)胞膜的滲透性,增強藥物的吸收,有效地抑制癌細(xì)胞的增長[6];將其與PLGA、PCL、PLA合成新的高分子材料后,不但能增強載體的水溶性,同時由于其所帶負(fù)電荷,更易被肝細(xì)胞攝取,還能加強載體對肝臟的主動靶向作用,能進一步增強OA的抗腫瘤活性。
本試驗采用WST-1法測定,是因為其作為MTT的升級替代產(chǎn)品,和MTT或其他MTT類似產(chǎn)品如XTT(二甲氧唑黃細(xì)胞增殖分析試劑盒)、MTS(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧甲酯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑鹽細(xì)胞增殖與毒性檢測試劑盒)等相比有明顯的優(yōu)點。首先,WST-1被線粒體內(nèi)的一些脫氫酶還原生成的甲(Formazan)是水溶性的,不需要有特定的溶劑(如二甲基亞砜)來溶解,可以省去后續(xù)的溶解步驟;其次,WST-1產(chǎn)生的甲比XTT和MTS產(chǎn)生的甲更易溶解,可減少損失;再次,WST-1比XTT和MTS穩(wěn)定,也可使試驗結(jié)果更加穩(wěn)定,故線性范圍更寬、靈敏度更高。
本研究關(guān)于IC50的計算參考國外文獻[7]采用3個濃度,試驗結(jié)果存在一定的局限性,有待進一步證明。
綜上,3種OA-NPs具有良好的細(xì)胞相容性和抗腫瘤作用,IR均明顯高于OS組,其中OPTN組的最高,對OA應(yīng)用和臨床研究具有一定的參考價值。由于時間有限,本試驗僅用WST-1法研究OA-NPs在體外對腫瘤細(xì)胞的抑制作用,其對肝臟的主動靶向性、體內(nèi)藥效學(xué)評價等有待進一步的研究。
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