甘草次酸及其衍生物在肝靶向藥物中的應(yīng)用*

米 雪，趙 巖，楊 慧

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，呼和浩特010110)

甘草次酸及其衍生物在肝靶向藥物中的應(yīng)用*

米 雪，趙 巖，楊 慧

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，呼和浩特010110)

甘草次酸(GA)因具有良好的肝組織分布特征，作為一種肝靶向小分子化學(xué)載體被廣泛研究。本文綜述近年來對(duì)甘草次酸進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾得到的具有肝靶向作用的甘草次酸類載體分子的合成及其在肝靶向藥物分子和藥物制劑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

甘草次酸，肝靶向藥物，小分子化學(xué)載體

甘草(Radix Glycyrrhiza)屬于豆科植物，分布于我國(guó)西部及俄羅斯等歐洲國(guó)家，且在許多國(guó)家廣為應(yīng)用，其主要藥理學(xué)活性物質(zhì)是甘草酸(glycyrrhizic acid，GL)及其苷元甘草次酸(glycyrrhetinic acid，GA)(結(jié)構(gòu)見圖1)等［1］。甘草酸類藥物在人體內(nèi)主要經(jīng)胃酸水解或經(jīng)肝中β－葡萄糖醛酸酶分解為甘草次酸，再在肝腸循環(huán)中經(jīng)腸內(nèi)菌作用部分生成3－表－甘草次酸及少量3－脫氫甘草次酸而發(fā)生藥物活性。故甘草酸類藥物的作用實(shí)質(zhì)上是甘草次酸發(fā)揮的效用［2，3］?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，GA具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、抗心律失常及免疫調(diào)節(jié)等多種作用［4，5］，因此被廣泛研究。

圖1 甘草酸和甘草次酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

20世紀(jì)90年代初，Negishi等［6］證實(shí)了大鼠肝細(xì)胞膜組分中含有大量GA特異結(jié)合位點(diǎn)，GA與該位點(diǎn)的結(jié)合呈可飽和性和高度特異性，且該位點(diǎn)具蛋白質(zhì)性質(zhì)。國(guó)內(nèi)也有多個(gè)課題組研究證實(shí)了肝細(xì)胞表面確實(shí)存在大量GA受體［7，8］。此后，GA作為一種具有肝靶向性的小分子載體在肝靶向藥物的研究中受到了廣泛的關(guān)注。本文就此領(lǐng)域的研究進(jìn)展做一綜述，期望對(duì)GA及其衍生物的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 具有肝靶向性的甘草次酸類載體分子的合成與活性

Shiro等［9］報(bào)道了參與甘草酸及甘草次酸肝主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的載體可能是有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(OATP)，若將GA分子中的3－羥基或30－羧基進(jìn)行衍生化可能對(duì)受體的親和力有利，提高載體的肝靶向性能;此外，GA在較高劑量或較長(zhǎng)期用藥時(shí)，在體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生水鈉潴留和高血壓等皮質(zhì)激素樣副作用，研究認(rèn)為這些不良反應(yīng)主要由11－位羰基引起［10］，所以11－脫氧甘草次酸衍生物可作為一類不良反應(yīng)小的肝靶向主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)載體。因此，目前肝靶向性甘草次酸類載體分子的研究主要集中在甘草次酸3－位或(和)30位衍生物以及脫氧甘草次酸衍生物的合成。

金輝等［11］合成了甘草次酸及11－脫氧甘草次酸(DGA)的30－位酰胺衍生物(見圖2)，通過Wistar離體大鼠肝細(xì)胞攝取GA實(shí)驗(yàn)和GA衍生物對(duì)肝細(xì)胞攝取GA的抑制實(shí)驗(yàn)，研究了離體大鼠肝細(xì)胞對(duì)GA的攝取規(guī)律。結(jié)果顯示，合成的GA衍生物可競(jìng)爭(zhēng)性地抑制離體大鼠肝細(xì)胞對(duì)GA的攝取，表明GA和DGA的30－酰胺衍生物與GA競(jìng)爭(zhēng)細(xì)胞膜相同的受體，因此均可能作為肝靶向載體;此外，衍生物對(duì)GA攝取的抑制常數(shù)結(jié)果表明，30－羧基連有氨基酸酯和30－羧基連有氨基酸的化合物對(duì)GA攝取的抑制沒有顯著差異，說明在GA分子中，30－羧基附近有無陰離子基團(tuán)對(duì)GA的轉(zhuǎn)運(yùn)影響較小，連接其他分子時(shí)應(yīng)在30－羧基處成鍵。

圖2 金輝等合成的甘草次酸衍生物及合成路線

作為載體的甘草次酸有兩種光學(xué)異構(gòu)體，即18β－甘草次酸和18α－甘草次酸。研究表明，18α－甘草酸的肝分布能力比18β－甘草酸更強(qiáng)［12］，然而其在天然產(chǎn)物中的含量甚微。因此，合成18α－甘草次酸及其衍生物，可能對(duì)肝細(xì)胞具有更強(qiáng)的靶向性。木合布力·阿布力孜等［13］將18β－甘草次酸先經(jīng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行構(gòu)型轉(zhuǎn)化，制成其光學(xué)異構(gòu)體18α－甘草次酸，再將兩種異構(gòu)體11－脫氧后，對(duì)18β－甘草次酸和18α－甘草次酸及其11－脫氧產(chǎn)物的3－羥基進(jìn)行酯化、30－羧基進(jìn)行酯化和酰胺化，得到了一系列衍生物(圖3和圖4)，肝靶向性研究實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中。

2 肝靶向甘草次酸類藥物分子的設(shè)計(jì)與合成

靶向藥物指的是利用對(duì)某些組織細(xì)胞具有特殊親和力的分子作載體，與藥物偶聯(lián)后將其定向輸送到靶器官部位的一種藥物設(shè)計(jì)方法［14］。因甘草次酸具有良好的肝靶向性，將其與肝病治療藥物通過化學(xué)鍵偶聯(lián)，即可達(dá)到將藥物定向輸送到肝臟的目的，從而提高藥物生物利用度，降低藥物對(duì)其他組織毒副作用。

張惠斌等［15］將甘草次酸或其3－位羥基的糖苷衍生物通過30－位羧基與保肝藥物茴三硫偶聯(lián)，制備了一系列甘草次酸與茴三硫的偶聯(lián)物(見圖5)。藥理實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，茴三硫搭載了甘草次酸這個(gè)肝靶向載體后，所得的偶聯(lián)物對(duì)受損小鼠肝細(xì)胞的保護(hù)作用優(yōu)于茴三硫和甘草次酸單獨(dú)給藥，生物利用度得到了有效提升，并且甘草次酸可以保護(hù)茴三硫避免其與體內(nèi)金屬離子或自由基等反應(yīng)，增加了其穩(wěn)定性。

圖318 α甘草次酸及11脫氧甘草次酸的合成方法

圖4 木合布力·阿布力孜等合成的甘草次酸酯和酰胺類衍生物及合成方法

圖5 甘草次酸衍生物與茴三硫偶聯(lián)物

馬淑燕等［16］將18β－和18α－甘草次酸甲酯的3－位羥基與抗癌藥物環(huán)磷酰胺的抗癌活性結(jié)構(gòu)片段——磷酰氮芥二氯相聯(lián)接，制成具有抗癌潛能的肝靶向前藥18β－和18α－甘甲磷氮芥(合成路線見圖6)，期望達(dá)到主動(dòng)肝靶向作用。

圖618 β和18α甘甲磷氮芥的合成方法

高苗苗等［17］將甘草次酸3－位羥基氧化成酮后，與抗實(shí)體腫瘤藥物氟尿嘧啶的羥甲基化衍生物1，3－二羥甲基氟尿嘧啶縮合，得到具有前藥性質(zhì)的肝靶向甘草次酸－氟尿嘧啶類化合物(合成路線見圖7)。甘草次酸作為小分子肝靶向載體，可提高氟尿嘧啶在肝臟病灶部位的濃度，提高抗肝癌療效;此外甘草次酸本身也具有抗癌活性，能促進(jìn)肝癌細(xì)胞的凋亡［18］，從而可能與氟尿嘧啶產(chǎn)生協(xié)同抗癌作用。

圖7 甘草次酸－氟尿嘧啶衍生物類抗癌復(fù)合物的合成路線

3 肝靶向甘草次酸類藥物制劑的制備與應(yīng)用

靶向制劑指的是一類能使藥物濃集于靶器官、靶組織、靶細(xì)胞且療效高、毒副作用小的靶向給藥系統(tǒng)［19］。目前國(guó)內(nèi)外正在研究且取得一定進(jìn)展的靶向抗癌藥物載體系統(tǒng)主要有大分子載體系統(tǒng)(單克隆抗體、殼聚糖等)、微粒載藥系統(tǒng)(脂質(zhì)體、毫微粒等)以及磁性藥物載體系統(tǒng)(磁性藥物微球等)［20］。甘草次酸類肝靶向藥物制劑主要集中在以脂質(zhì)體和納米粒為載體系統(tǒng)的研究。

3.1 甘草次酸表面修飾脂質(zhì)體的研究毛聲俊等［21］將GA與硬脂醇和琥珀酸酐偶聯(lián)，合成了兩親性導(dǎo)向分子(Suc－GAOSt)，將其摻入脂質(zhì)體中，介導(dǎo)該修飾脂質(zhì)體與肝細(xì)胞表面的GA受體特異結(jié)合，以期達(dá)到肝細(xì)胞主動(dòng)靶向作用。

吳超等［22］以甘草次酸為骨架分子，將其30－位羧基與硬質(zhì)醇成酯，3－位羥基與同樣具有肝靶向性的半乳糖分子［23］成苷，制備了一端為半乳糖苷，一端為硬質(zhì)醇酯的兩親性導(dǎo)向分子，并用其修飾去甲斑蝥素脂質(zhì)體。小鼠肝靶向性試驗(yàn)顯示，在給藥(相當(dāng)于去甲斑蝥素20 mg/kg)后10、20、30、60、120、240和360 min，試驗(yàn)組(尾靜脈注射半乳糖－甘草次酸－硬質(zhì)醇修飾的去甲斑蝥素脂質(zhì)體)小鼠肝臟中去甲斑蝥素的濃度均顯著高于對(duì)照組(尾靜脈注射去甲斑蝥素脂質(zhì)體)，而其他組織(心、肺、腎)中去甲斑蝥素的濃度均不同程度地低于對(duì)照組。表明半乳糖－甘草次酸－硬脂酸具有良好的肝靶向性，可作為肝病治療藥物的優(yōu)良載體。

何治堯等［24，25］開發(fā)了一種GA修飾的載基因長(zhǎng)循環(huán)陽離子脂質(zhì)體，研究結(jié)果顯示，發(fā)現(xiàn)經(jīng)GA修飾后的脂質(zhì)體作為基因載體，可明顯提高HepG2細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率，比普通陽離子脂質(zhì)體具有更高的基因表達(dá)效率。該課題組進(jìn)一步對(duì)肝靶向載體材料的合成工藝及GA修飾的載基因長(zhǎng)循環(huán)陽離子脂質(zhì)體的制劑工藝進(jìn)行優(yōu)化，利用聚乙二醇(PEG)的兩個(gè)羥基，分別與丁二酰甘草次酸(suc－GA)和丁二酰膽固醇(suc－Chol)發(fā)生酯化制備肝靶向載體材料(GA－PEG－Chol)，然后采用Pre－PEGylation和Post－PEGylation兩種方法制備陽離子脂質(zhì)體DNA復(fù)合物。所得的GA－PEGChol的臨界膠束濃度(CMC值)較低，具有良好的表面活性作用，易于自組裝形成膠束。利用post－PEGylation法制備的5%GA－PEG－Chol陽離子脂質(zhì)體DNA復(fù)合物的粒徑及粒徑分布均較優(yōu)，可能是較好的肝靶向基因載體，其體內(nèi)外基因轉(zhuǎn)染效率尚需進(jìn)一步的GA配體密度測(cè)試及體內(nèi)外的基因轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3.2 甘草次酸修飾納米粒的研究殼聚糖(CTS)來源廣泛、廉價(jià)易得，且具有很好的生物相容性和可降解性，作為一種新型藥用輔料在緩控釋給藥系統(tǒng)中，特別是在微球中的應(yīng)用已引起了人們濃厚的興趣［26］。查瑞濤等［27］將甘草次酸30－羧基與殼聚糖氨基縮合，合成了修飾甘草次酸的殼聚糖(GA－CTS)，并采用離子交聯(lián)法制備了GA－CTS納米粒子，所得的納米粒子粒徑分布較窄、穩(wěn)定性高，該材料可能具有肝細(xì)胞主動(dòng)靶向作用，為進(jìn)一步的肝靶向藥物控釋研究奠定了基礎(chǔ)。

張闖年等［28］將甘草次酸30－羧基通過乙二胺連接臂與具有優(yōu)良生物相容性和生物可降解性的海藻酸鈉(ALG)偶聯(lián)，合成了甘草次酸改性的海藻酸鈉(GA－ALG)，并對(duì)廣譜抗癌藥物阿霉素(DOX)進(jìn)行包封，成功制備了載阿霉素納米粒，以期達(dá)到主動(dòng)靶向治療肝癌的目的。對(duì)GA－ALG載阿霉素納米粒的釋藥特性及細(xì)胞毒性的研究結(jié)果顯示，GA－ALG載藥納米粒在生理?xiàng)l件下具有良好的藥物緩釋作用，體外藥物釋放可達(dá)20 d;其對(duì)7703肝癌細(xì)胞具有明顯的殺傷作用。

透明質(zhì)酸(hyaluronic acid，HA)可與腫瘤細(xì)胞表面富含的CD44等受體結(jié)合，激活針對(duì)HA的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路或激活HA的內(nèi)化作用而調(diào)節(jié)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)等行為［29］，具有良好的生物相容性、生物可降解性，并對(duì)腫瘤細(xì)胞有高度親和性。張莉等［30］以乙二胺為連接臂，通過兩步成酰胺反應(yīng)，將疏水性甘草次酸分子與親水性透明質(zhì)酸分子偶聯(lián)得到兩親性GA－HA偶聯(lián)物，以其作為載體，以抗腫瘤藥物紫杉醇(PTX)作為模型藥物制備納米粒。由于GA－HA偶聯(lián)物具有兩親性，在水性介質(zhì)中可自組裝形成特殊的核－殼結(jié)構(gòu)。其中GA的鏈段聚集成疏水內(nèi)核可增溶PTX，HA成殼起保護(hù)和穩(wěn)定的作用，能夠阻止包裹在內(nèi)部的藥物與外界環(huán)境的相互作用，減少巨噬細(xì)胞的識(shí)別與吞噬，提高納米粒的血漿穩(wěn)定性和延長(zhǎng)藥物的血漿半衰期。體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果顯示，所制備的PTX/GA－HA納米?？擅黠@抑制HL－60細(xì)胞(人早幼粒白血病細(xì)胞)、B16F10細(xì)胞(小鼠黑色素瘤細(xì)胞)和HepG2細(xì)胞(人肝癌細(xì)胞)3種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，尤其針對(duì)HepG2細(xì)胞效果最強(qiáng)，因此推測(cè)由于GA的肝靶向作用，HepG2細(xì)胞能夠特異性識(shí)別GA－HA納米粒，并在HA及GA受體協(xié)同作用下，形成特殊包被的內(nèi)吞泡，更易將PTX轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)部，有效地發(fā)揮細(xì)胞殺傷作用。

甘草次酸本身就具有保肝解毒、抗腫瘤、抗炎抗菌、抗病毒、抗心血管疾病、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化及腎上腺皮質(zhì)激素樣作用等多方面的藥理作用，同時(shí)還具有較高的肝組織分布特征和肝細(xì)胞靶向性，使其不僅可作為藥物載體，也可與藥物產(chǎn)生協(xié)同作用。因此，甘草次酸類化合物是一類具有廣闊前景的肝靶向載體，隨著進(jìn)一步研究的開展，將來很有可能研制出具有開發(fā)潛力的治療肝臟疾病的肝靶向候選藥物。

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Application of glycyrrhetinic acid and its derivatives in the liver－targeted drugs

Mi Xue，Zhao Yan，Yang Hui
(College of Pharmacy，Inner Mongolia Medical University，Hohhot 010110)

Glycyrrhetinic acid(GA)has been widely studied as a liver－targeted small molecular chemical carrier due to its good distribution in liver tissue.Recent research in the synthesis of liver－targeted carrier molecules based on structural modification of GA and their application in the design of liver－targeted drug molecules and preparations are reviewed in this article.

glycyrrhetinic acid，liver－targeted drugs，small molecular chemical carriers

R969.1

A

1006-5687(2014)01-0041-05

2014-01-04

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)科技百萬工程資助項(xiàng)目(No.NY2011BW010)