仿生型三七总皂苷-脂化玉米阮共组装纳米口服给药系统的研究

Inspired by the structure of serum lipoprotein and based on the biocompatibility and specific amphiphilic structure of Zein (a plant protein), we propose research idea of this project as follows to improve the oral absorption of low permeable drugs. Here notoginseng total saponins (NTS) were choosing as model drug, a lipidation Zein (Lipozein) was prepared by thermal recombination of Zein and lipids. By means of NTS’s surface activity, NTS could assemble into nano structure of Lipozein to form NTS- Lipozein supramolecular. This formed nano supramolecular can promote significantly NTS’s oral absorption owing to their special nanoparticle sizes and riched lipid structure. Preliminary studies indicated that stable NTS- Lipozein could be formed by a certain proportion of Zein and β-Sitosterol. And the formed Lipozein has favorable drug capacity of NTS, as well as higher transport rate of Rb1 across Caco-2 cells. This project will be focused on the regular pattern of Zein and lipids combination, assembly rules, microstructures, mechanism of absorption enhancement for GIT and bioavailability in vivo with the aid of the technology of fluorescent quenching in water etc. Furthermore the applicability of this Lipozein will also be explored to improve the oral bioavailability of the NTS analogues. Thus project will construct a novel biomimic lipoprotein nanocarrier by integration of the achievements of nano science and traditional Chinese medicine, provides high research value and potential application prospect because it will give us new strategy and practice foundation for enriching oral absorption technology of traditional Chinese medicine.

针对皂苷类中药口服吸收差的问题，基于血浆脂蛋白富脂结构的启发，结合植物蛋白--玉米阮优异的生物相容性和特殊的两亲性结构，本项目提出：以三七总皂苷为模型药物；将玉米阮与脂质或类脂材料重组为脂化玉米阮；借助三七总皂苷的表面活性，实现其与脂化玉米阮的超分子共组装；通过超分子独特的纳米结构提高三七总皂苷的口服生物利用度。前期研究显示：基于β-谷甾醇的脂化玉米阮稳定性较好；三七总皂苷被高效负载；其活性成分人参皂苷Rb1在Caco-2单细胞模型上的跨膜转运效率显著增加；口服药效大幅度提高。在此基础上，项目将围绕超分子的组装原理、载药规律和口服吸收机制等展开系统研究，阐释其在提高皂苷类中药口服生物利用度方面的科学性和有效性。本项目将纳米科学和中药学的成果相结合构筑新型仿生纳米口服给药系统，为中药口服载体的研究提供了新思路和实践依据，具有较高的研究价值和潜在的应用前景。

皂苷类药物对治疗心脑血管疾病有独特的治疗优势，其中以三七总皂苷（PNS）为典型代表，但PNS属于BCSⅢ类，在胃肠道中不稳定易降解，且分子量大，水溶性强而导致其膜渗透性差，因此导致此类药物口服生物利用度低，到目前为止注射仍是PNS临床应用的主要制剂，相比中药注射剂安全性和潜在毒性的问题，口服给予具有明显的提高患者的依从性和给药安全性的优势，因此研究PNS类似物有效促进口服吸收的技术具有重要的科学意义和临床价值。我们采用简单的相分离法，模拟高密度脂蛋白的结构和功能，构建了以植物蛋白-玉米醇溶蛋白为内核，以卵磷脂和β-谷甾醇为脂质外壳的仿生脂质纳米粒（PLZ-NPs）。利用Zein的抗酶解能力，负载大部分PNS形成固体硬质内核；利用Lecithin和β-谷甾醇的亲脂性和对上皮细胞粘液层的穿透能力，负载更多药物的同时，还能包裹Zein-PNS形成柔性脂质外壳，促进纳米粒穿透粘液层，提高其在胃肠上皮细胞的吸收，从而提高所负载药物的口服生物利用度。.实验结果表明，制备所得的的载药量可以达到28.90%，zeta电位为-31.5 ± 0.31，粒径为116.4 ± 0.81（PDI为0.048 ± 0.020）。稳定性试验结果表明，PLZ-NPs对胃肠道环境中的酸性和消化酶具有较强的抗酶解能力。细胞转运研究表明，PLZ-NPs在Caco-2/HT29-MTX共培养细胞模型中的通透性是PNS的1.5倍，说明PLZ-NPs对黏液分泌上皮细胞具有良好的穿透能力。同时，单遍肠灌流试验证明PLZ-NPs在回肠和空肠的吸收参数Peff分别比PNS高1.75倍和1.80倍。体内药代动力学实验表明，载药纳米粒子在SD大鼠体内的相对口服生物利用度为游离PNS的1.71倍。最后采用经典的脑缺血缺血梗死模型，对PLZ-NPs的药效学进行了验证，结果表明PNS和PLZ-NPs相对于模型组均能够能显著降低MDA、白细胞介素-1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、B细胞淋巴瘤因子2（Bcl-2）的含量，提高Bcl-2的含量，说明PNS和PLZ-NPs对脑缺血的大鼠都有很好的保护作用，而PLZ-NPs相比PNS的保护作用更强，且具有显著的统计学差异（p<0.01）。综上所述，我们所构建的仿生脂蛋白纳米颗粒对于促进PNS类药物的口服吸收具有良好的应用前景。