芹菜素納米混懸劑在小鼠體內(nèi)的組織分布研究

徐世一 呂暢 霍元子 郝若祎 閻雪瑩

摘 要 目的：研究芹菜素納米混懸劑（AP-NPs）在小鼠體內(nèi)的分布特點及靶向特性。方法：采用超聲微量沉淀法制備AP-NPs。將昆明種小鼠隨機分為芹菜素（AP）溶液組和AP-NPs混懸液組，各45只。各組小鼠單次灌胃相應(yīng)藥物溶液（80 mg/kg），分別于給藥前（0 h）以及給藥后0.25、0.5、1、2、4、6、8、10 h摘取眼球取血500 μL，并于末次取血后處死，取其心、肝、脾、肺、腎、腦組織。血漿和各組織樣品分別經(jīng)甲醇沉淀蛋白后，采用高效液相色譜法測定。色譜柱為Shimadzu ODS-SP，流動相為甲醇-水（70 ∶ 30，V/V），檢測波長為340 nm，柱溫為35 ℃，流速為1.0 mL/min，進樣量為20 μL。根據(jù)標準曲線法計算AP在不同樣品中的質(zhì)量濃度，采用DAS 2.0軟件和Excel 2010軟件計算AP的主要藥動學(xué)參數(shù)（AUC、cmax等）和峰濃度比值（ce）、相對攝取率（RUE）、攝取占比及其改變值，以分析其組織分布及靶向特性。結(jié)果：AP在血漿和各組織中檢測質(zhì)量濃度的線性范圍均為0.1～25.0 μg/mL（r均大于0.99），定量下限均為0.1 μg/mL;日內(nèi)、日間RSD均小于15%，準確度為94.37%～117.48%，提取回收率均大于80%。與AP溶液組比較，AP-NPs混懸液組小鼠血漿（0.5～6 h各時間點）以及肝（0.25～8 h各時間點）、脾（0.25～8 h各時間點）、腦（0.25～4 h各時間點）組織樣品中AP的質(zhì)量濃度均顯著升高（P<0.05或P<0.01），且以肝中含量最高;而心臟（6 h）、肝（10 h）、肺（0.5 h）、腎（0.25～10 h各時間點）組織樣品中AP的質(zhì)量濃度則顯著降低（P<0.05或P<0.01）。兩組小鼠血漿/組織樣品中AP的AUC、cmax比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），且肝組織的ce、RUE、攝取占比及其改變值均最大，分別為1.34±0.40、1.99±0.29、48.49%、15.71%。結(jié)論：將AP制成納米混懸劑后，藥物的組織分布有所改變，尤其對肝組織的靶向作用有所提高。

關(guān)鍵詞 芹菜素;納米混懸劑;組織分布;靶向;小鼠;高效液相色譜法

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To study the distribution and targeting characteristics of Apigenin nanosuspension （AP-NPs） in mice. METHODS： AP-NPs was prepared with ultrasound microprecipitation. Kunming mice were randomly divided into apigenin （AP） solution group and AP-NPs suspension group， with 45 mice in each group. The mice were given relevant medicine intragastrically （80 mg/kg）; blood sample of eyeball 500 μL were collected before medication （0 h） and 0.25， 0.5， 1， 2， 4， 6， 8， 10 h after medication. After the last blood collection， the mice were sacrificed and their heart， liver， spleen， lung， kidney and brain tissues were taken. After protein precipitation with methanol， HPLC method was adopted for determining plasma and tissues. The determination was performed on Shimadzu ODS-SP column with mobile phase consisted of methanol-water （70 ∶ 30， V/V） at the flow rate of 1.0 mL/min. The detection wavelength was set at 340 nm， and column temperature was 35 ℃. The sample size was 20 μL. The concentration of AP in different samples was calculated according to standard curve， main pharmacokinetic parameters （AUC， cmax） of AP and the ratio of peak concentration （ce）， relative uptake rate （RUE）， uptake ratio and its change value were calculated with DAS 2.0 software and Excel 2010 software; the tissue distribution and targeting characteristics of AP were analyzed. RESULTS： The linear range of AP in plasma and tissues were 0.1-25.0 μg/mL （all r>0.99）; the lower limits of quantification were 0.1 μg/mL. RSDs of intra-day and inter-day were all lower than 15%， and the accuracy were 94.37%-117.48%. The extraction recovery rates were all more than 80%. Compared with AP solution group， the concentrations of AP in plasma sample （during 0.5-6 h）， liver tissue （during 0.25-8 h）， spleen tissue （during 0.25-8 h） and cerebral tissue （during 0.25-4 h） were increased significantly in AP-NPs suspension group （P<0.05 or P<0.01）， and the highest in liver tissue. The concentrations of AP in heart tiusse （6 h）， liver tissue （10 h）， lung tissue （0.5 h）， spleen tissue （during 0.25-10 h） were decreased significantly （P<0.05 or P<0.01）. There was statistical significance in AUC and cmax of AP in plasma and tissue samples between 2 groups （P<0.05）. The ce， RUE， uptake ratio and its change value of liver tissue were the highest， being 1.34±0.40， 1.99±0.29， 48.49% and 15.71%. CONCLUSIONS： After AP is made into nanosus- pension， the distribution of drug tissue is changed， especially targeting effect on liver tissue is improved.

KEYWORDS? ?Apigenin; Nanosuspension; Tissue distribu- tion; Targeting; Mice; HPLC

納米混懸劑（Nanosuspensions，NPs）作為一種可提高難溶性藥物溶解度的制劑形式，其優(yōu)勢不僅在于可提高口服藥物的生物利用度，同時還可提高眼部、鼻部、皮膚給藥等制劑的生物利用度并降低用藥風(fēng)險，近幾年來已成為制劑學(xué)研究的熱點之一[1-4]。有研究指出，將難溶性抗腫瘤中藥單體制成NPs可顯著提高藥物的抗腫瘤效果[5]。較其他類型納米制劑而言，NPs具有制備方法簡單、輔料用量極少的優(yōu)點，可降低輔料所致毒副反應(yīng)發(fā)生的風(fēng)險，并適用于大工業(yè)生產(chǎn)[6]。目前，NPs常用的制備方法包括一步熔融乳化法[7]、溶劑蒸發(fā)超聲法[8]和介質(zhì)研磨法[9]等，根據(jù)藥物理化性質(zhì)的不同，選擇適宜的制備方法并深入研究相應(yīng)NPs的藥動學(xué)、藥效學(xué)特征可為新型制劑的研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

近年研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素（Apigenin，AP）具有較強的抗腫瘤活性，其主要機制包括抑制腫瘤細胞增殖并促進其凋亡[10]、抑制細胞遷移和侵襲[11]、抑制細胞信號轉(zhuǎn) 導(dǎo)[12-13]以及逆轉(zhuǎn)細胞耐藥性[14]等;同時經(jīng)研究證實，AP還具有較強的抗氧化性和降尿酸活性[15]。但是該化合物在水和大多數(shù)有機溶劑中的溶解度都極差，導(dǎo)致其生物利用度較低、作用強度較弱[16]。因此，為解決其溶解度低的問題，本研究制備了芹菜素納米混懸劑（AP-NPs），并初步探討了該制劑在小鼠體內(nèi)的分布情況和靶向特性，旨在為AP-NPs的臨床應(yīng)用提供參考。

1 材料

1.1 儀器

2695型高效液相色譜（HPLC）儀（美國Waters公司）;64R型低溫高速離心機（德國Beckman公司）;BT25S型電子天平（德國Sartorius公司）;HSC-12B型水浴氮吹儀（上海旦鼎國際貿(mào)易有限公司）;QL-901 Vortex型渦旋混合器（江蘇海門市其林貝爾儀器制造有限公司）;T18型高速分散機（德國IKA公司）;Scientz-ⅡD型超聲波細胞破碎機（寧波新芝生物科技股份有限公司）。

1.2 藥品與試劑

AP對照品（批號：2015109，純度：≥99%）、AP原料藥（批號：XC2014122，純度：≥98%）均購自西安小草植物科技有限公司;聚乙烯吡咯烷酮（PVP，天津博迪化工有限公司）;水溶性維生素E（TPGS，美國Sigma公司）;甲醇為色譜純，其余試劑均為分析純，水為超純水。

1.3 動物

清潔級昆明種小鼠，雌雄各半，2月齡，體質(zhì)量（20±2）g，由黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心提供，動物使用許可證號：SYXK（黑）2018-007。

2 方法與結(jié)果

2.1 生物樣品中AP含量測定方法的建立

采用HPLC法檢測小鼠血漿及組織樣品中AP的含量。

2.1.1 色譜條件 色譜柱：Shimadzu ODS-SP（250 mm×4.6 mm，5 ?m）;流動相：甲醇-水（70 ∶ 30，V/V）;檢測器：紫外檢測器;檢測波長：340 nm;柱溫：35 ℃;流速：1.0 mL/min;進樣量：20 ?L。

2.1.2 AP標準溶液的配制 精密稱取AP對照品4.89 mg，溶于適量甲醇中，制成質(zhì)量濃度為1 mg/mL的標準溶液。用甲醇將上述標準溶液逐級稀釋成不同質(zhì)量濃度的系列標準溶液，于4 ℃冰箱中保存，備用。

2.1.3 血漿樣品的處理 取小鼠空白血漿100 μL至離心管中，加入甲醇500 μL，渦旋振蕩，混勻，以8 000 r/min離心5 min，吸取上清液，以氮氣流吹干，殘渣用甲醇100 μL復(fù)溶，以10 000 r/min離心5 min，吸取上清液適量，進行HPLC定量分析。

2.1.4 組織樣品的處理 將小鼠完整的心、肝、脾、肺、腎、腦取出后，以生理鹽水洗凈，用濾紙吸干組織表面殘留液體，精密稱定質(zhì)量后，置于離心管中，按質(zhì)量比加入3倍量的生理鹽水，用高速分散機將其分散均勻，即得組織勻漿液。精密吸取上述組織勻漿液200 μL至1.5 mL離心管中，加入甲醇1 000 μL，渦旋振蕩沉淀蛋白，以8 000 r/min離心5 min，吸取上清液，以氮氣流吹干，殘渣用甲醇200 μL復(fù)溶，以10 000 r/min離心5 min，吸取上清液適量，進行HPLC定量分析。

2.1.5 專屬性考察 取空白血漿以及空白心、肝、脾、肺、腎、腦組織樣品，空白血漿/組織+AP標準溶液（10.0 μg/mL）以及小鼠灌胃給藥后0.25 h的血漿/組織樣品各適量，分別按“2.1.3”或“2.1.4”項下方法處理后，再按“2.1.1”項下色譜條件進樣測定，記錄色譜圖。結(jié)果，血漿及各組織中的其他成分均不干擾AP的測定，色譜峰分離較好，AP的保留時間約為6 min，詳見圖1～圖3。

2.1.6 標準曲線和定量下限考察 精密吸取小鼠空白血漿100 μL和空白組織樣品200 μL，分別加入相應(yīng)質(zhì)量濃度的AP系列標準溶液各100 μL，配制成AP質(zhì)量濃度分別均為0.1、0.5、2.5、5.0、10.0、25.0 μg/mL的血漿標準樣品和組織勻漿標準樣品，分別按“2.1.3”或“2.1.4”項下方法處理后，再按“2.1.1”項下色譜條件進樣分析，記錄色譜圖。以待測物質(zhì)量濃度（c，μg/mL）為橫坐標、峰面積（A）為縱坐標進行線性回歸，結(jié)果見表1。

2.1.7 精密度與準確度試驗 按“2.1.6”項下方法配制定量下限質(zhì)量濃度（0.1 μg/mL）的血漿/組織樣品以及低、中、高質(zhì)量濃度（0.2、5.0、20.0 μg/mL）的質(zhì)控血漿/組織樣品，分別按“2.1.3”或“2.1.4”項下方法處理后，再按“2.1.1”項下色譜條件進樣分析。每質(zhì)量濃度平行測定6次，考察日內(nèi)精密度;連續(xù)測定3 d，考察日間精密度。以實測質(zhì)量濃度與理論質(zhì)量濃度進行比較，考察準確度。結(jié)果，精密度與準確度結(jié)果符合生物樣品定量分析方法指導(dǎo)原則的相關(guān)要求[17]，結(jié)果見表2。

2.1.8 提取回收率試驗 按“2.1.6”項下方法配制低、中、高質(zhì)量濃度（0.2、5.0、20.0 μg/mL）的質(zhì)控血漿/組織樣品，各6份，分別按“2.1.3”或“2.1.4”項下方法處理后，再按“2.1.1”項下色譜條件進樣分析，記錄峰面積（A1）;取空白血漿100 ?L和空白組織樣品200 ?L，分別按“2.1.3”或“2.1.4”項下方法處理后，加入相應(yīng)質(zhì)量濃度的AP標準溶液，使最終質(zhì)量濃度與前者對應(yīng)，按“2.1.1”項下色譜條件進樣分析，記錄峰面積（A2）。計算提取回收率：提取回收率=（A1/A2）×100%，結(jié)果見表3。

2.1.9 穩(wěn)定性試驗 按“2.1.6”項下方法配制低、中、高質(zhì)量濃度（0.2、5.0、20.0 μg/mL）的質(zhì)控血漿/組織樣品，各6份，分別按“2.1.3”或“2.1.4”項下方法處理后，考察其室溫放置24 h、-40 ℃放置24 h、反復(fù)凍融（-40 ℃～室溫）3次的穩(wěn)定性。結(jié)果，各樣品待測物峰面積RSD均小于10%（n=6），提示在上述條件下穩(wěn)定性良好。

表3 提取回收率試驗結(jié)果（n=6）

Tab 3 Results of extraction recovery tests（n=6）

[樣品 理論質(zhì)量濃度，μg/mL 提取回收率（x±s），% RSD，% 血漿 0.2 80.28±2.76 2.27 5.0 95.26±1.55 1.33 20.0 97.19±3.84 2.59 心 0.2 83.73±4.36 6.54 5.0 91.33±2.35 3.86 20.0 90.55±3.38 3.26 肝 0.2 80.36±2.52 1.49 5.0 87.67±1.66 2.58 20.0 98.98±0.89 1.53 脾 0.2 76.24±5.42 4.81 5.0 90.62±1.37 1.95 20.0 94.44±2.11 4.24 肺 0.2 76.32±5.94 3.77 5.0 94.75±2.35 2.89 20.0 98.20±0.56 2.85 腎 0.2 79.55±2.71 4.49 5.0 95.81±1.25 1.39 20.0 96.47±2.34 3.76 腦 0.2 82.73±1.44 4.42 5.0 92.34±2.48 1.19 20.0 97.37±1.86 3.12 ]

2.2 AP-NPs在小鼠體內(nèi)組織分布研究及靶向性評價

2.2.1 AP-NPs的制備 采用微量超聲沉淀法[18]制備AP-NPs。精密稱取AP原料藥100 mg，加二甲基亞砜（DMSO）適量使溶解;另稱取PVP、TPGS各50 mg，溶解于水20 mL中，于超聲（功率：750 W，頻率：20 kHz，下同）條件下將上述AP溶液加至其中，以15 000 r/min離心10 min，棄去上清液，再用水補至20 mL;重復(fù)操作2次以除去DMSO，隨后將沉淀物搖勻，倒入西林瓶中，以超聲2 s、間歇2 s處理10 min，即得AP-NPs（每毫升AP-NPs含AP原料藥約4.35 mg，載藥量為43.52%）。

2.2.2 體內(nèi)分布實驗 所有小鼠均禁食、不禁水12 h后，隨機分為AP溶液組[將AP原料藥溶于聚乙二醇-乙醇-生理鹽水混合溶液（5 ∶ 2 ∶ 3，V/V/V）中，混懸液質(zhì)量濃度為10.00 mg/mL]和AP-NPs混懸液組（將AP-NPs溶于生理鹽水中，混懸液質(zhì)量濃度為10.88 mg/mL），各45只。各組小鼠均單次灌胃相應(yīng)藥物80 mg/kg（劑量設(shè)置參考文獻[19]及本課題組前期預(yù)實驗結(jié)果）。分別于給藥前（0 h）及給藥后0.25、0.5、1、2、4、6、8、10 h摘取眼球取血500 μL，置于含肝素鈉的離心管中，以5 000 r/min離心10 min，分離血漿。末次取血后立即脫頸處死小鼠，取其心、肝、脾、肺、腎以及腦組織，用生理鹽水將組織表面的殘血洗凈，用濾紙吸干后精確稱定質(zhì)量。將血漿及組織樣品分別按“2.1.3”或“2.1.4”項下方法處理（其中肝組織樣品經(jīng)甲醇稀釋1倍后進樣）后，再按“2.1.1”項下色譜條件進樣分析，記錄峰面積，根據(jù)隨行標準曲線計算各時間點各樣品中AP的質(zhì)量濃度，每個時間點各組取5只小鼠平行操作。采用Excel 2010軟件繪制組織分布圖;采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料以x±s表示，組間比較采用t檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。各樣品中AP的質(zhì)量濃度見表4，AP的組織分布見圖4。

由表4、圖4可見，與AP溶液組比較，AP-NPs混懸液組小鼠血漿樣品（0.5～6 h各時間點）以及肝（0.25～8 h各時間點）、脾（0.25～8 h各時間點）、腦（0.25～4 h各時間點）組織樣品中AP的質(zhì)量濃度均顯著升高（P<0.05或P<0.01），且以肝組織中AP含量最高;而心臟（6 h）肝（10 h）、肺（0.5 h）、腎（0.25～10 h各時間點）組織樣品中AP的質(zhì)量濃度均顯著降低（P<0.05或P<0.01）。

2.2.3 體內(nèi)靶向性評價 以AP原料藥作為參比，采用DAS 2.0軟件和Excel 2010軟件計算藥-時曲線下面積（AUC）、峰濃度（cmax）、峰濃度比值（ce）、相對攝取率（RUE），并以上述參數(shù)為主要指標評價AP在小鼠體內(nèi)的靶向性。其中，ce越大，表示對應(yīng)劑型對藥物分布的改變越明顯;當(dāng)RUE>1時，表示該組織對藥物具有一定的攝取能力，提示藥物具有一定的靶向性，而當(dāng)RUE≤1則表明該組織對藥物無攝取能力[20-21]。各指標計算公式如下（式中，NPs、原料分別表示AP-NPs和AP原料藥，下同），結(jié)果見表5。

由表5可見，AP-NPs在血漿/組織樣品中的AUC、cmax與AP原料藥比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。其中，AP-NPs在血漿以及肝、脾、腦組織中的RUE均大于1;血漿以及脾、腦組織的ce值也較高，但由于AP在上述組織中的AUC均低于肝臟（AP原料藥和AP-NPs在肝臟中的AUC分別是血漿中的3.46、4.66倍，脾中的4.06、4.76倍，腦中的9.35、11.87倍），故提示AP在肝組織的積累量高于血漿以及脾、腦組織。

本研究就各組織對藥物的攝取占比及其改變值進行了進一步分析，以考察藥物在各個組織分布的比例以及不同制劑在同一組織中分布的差異，進而評價組織對不同制劑的攝取差異，相關(guān)計算公式如下，結(jié)果見表5。

攝取占比=某組織AUC/各組織AUC的總和×100%…③

攝取占比改變值=攝取占比NPs-攝取占比原料…④

由表5可見，AP-NPs明顯提高了AP原料藥在肝中的攝取量，其攝取占比由原料藥的32.78%提高至48.49%，攝取占比改變值為15.71%，提示將AP制成NPs可大幅度提高肝臟對藥物的攝取，使AP可累積在肝臟部位以發(fā)揮治療作用。

3 討論

3.1 生物樣品處理方法的選擇

本研究采用蛋白沉淀法對血漿/組織樣品進行處理，并比較了乙腈和甲醇作為沉淀劑的蛋白沉淀效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以甲醇作為沉淀劑的效果更好，因此本研究選擇甲醇作為蛋白沉淀劑。

3.2 參比制劑溶媒的選擇

由于AP的溶解性極差，且目前并無市售的口服制劑，故本研究采用復(fù)合溶媒[聚乙二醇-乙醇-生理鹽水（5 ∶ 2 ∶ 3，V/V/V）]對AP原料藥進行溶解。與常用乳劑參比制劑相比，復(fù)合溶媒所含輔料少、制備方法簡單且穩(wěn)定性好，故本研究以復(fù)合溶媒溶解的AP溶液作為參比制劑，進行體內(nèi)組織分布研究及靶向性評價。

3.3 組織分布及靶向性評價結(jié)果分析

為解決難溶性抗腫瘤活性成分AP的生物利用度問題，本研究采用微量超聲沉淀法制備AP-NPs;同時，以AP原料藥為參照，考察了AP-NPs在小鼠體內(nèi)的組織分布情況以及靶向特性。結(jié)果顯示，與AP溶液組比較，AP-NPs混懸液組小鼠血漿（0.5～6 h各時間點）以及肝（0.25～8 h各時間點）、脾（0.25～8 h各時間點）、腦（0.25～4 h各時間點）組織中AP的質(zhì)量濃度均顯著提高，且以肝中含量最高;而心臟（6 h）、肝（10 h）、肺（0.5 h）、腎（0.25～10 h各時間點）組織樣品中AP的質(zhì)量濃度均顯著降低。這提示AP-NPs在血、肝、脾、腦中的分布均有所增多，而在心、腎，尤其是腎中的分布則明顯減少。同時，AP在血漿、肝、脾、腦組織中的RUE均超過1，提示AP-NPs對上述器官具有一定的靶向作用。進一步考察AP在各組織部位中的攝取占比發(fā)現(xiàn)，AP在肝臟中的攝取占比高達48.49%，而在血漿、脾、腦組織中分別僅為10.40%、10.19%、4.09%;且比較AP原料藥與AP-NPs在各組織中的攝取占比改變值發(fā)現(xiàn)，其在肝臟中占比改變值最大，為15.71%，而血漿、脾、腦中分別僅為0.94%、2.11%、0.59%。這提示與AP原料藥相比，AP-NPs增加了藥物在肝臟部位的聚集。

綜上所述，本研究建立的HPLC法操作簡便，專屬性強，靈敏度、精密度高，可用于小鼠血漿以及組織樣品中AP質(zhì)量濃度的檢測及藥動學(xué)的研究。將AP制成NPs后，藥物的組織分布有所改變，尤其對肝的靶向作用有所提高。根據(jù)AP-NPs的組織分布特點，基于AP良好的抗腫瘤和逆轉(zhuǎn)多藥耐藥的作用，本課題組將進一步探討經(jīng)口給予AP-NPs對肝癌的干預(yù)作用，同時也將進一步評價AP-NPs這類口服中藥抗腫瘤制劑與化療藥物聯(lián)合治療的效果，并探討其可能機制，為抗腫瘤治療提供新的思路。

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（收稿日期：2019-06-19 修回日期：2019-12-03）

（編輯：張元媛）