厚樸酚藥理作用及增溶研究進(jìn)展

曹 佳，蘭 星，邱晨旭，夏 明，趙興華,2*

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)中獸醫(yī)學(xué)院，河北保定 071000; 2.河北省獸醫(yī)生物技術(shù)創(chuàng)新中心，河北保定 071000)

厚樸酚(magnolol,MAG)是從中藥厚樸(Mangnoliaofficinalis)中提取的一種聯(lián)苯酚類化合物[1]，具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗寄生蟲、抗腫瘤等多種藥理作用[2]，厚樸酚在家禽生產(chǎn)過程可提高生產(chǎn)指標(biāo)、免疫性能以及改善腸道健康等功能，具有廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)(Biopharmaceutical classification system,BCS)，厚樸酚屬于BCS Ⅱ類[3]藥物。大約有40%的藥物被劃分為BCS Ⅱ類(低溶解度-高滲透性)和BCS Ⅳ類(低溶解度-低滲透性)，這些溶解度低的藥物不利于胃腸道的吸收，口服生物利用度低。應(yīng)用現(xiàn)代制劑技術(shù)可有效解決這一問題。本文對厚樸酚藥理學(xué)和制劑研究的文獻(xiàn)進(jìn)行查閱，綜述近年來厚樸酚的理化性質(zhì)、藥理學(xué)作用及其在增溶方面的研究進(jìn)展，旨在為提高厚樸酚的臨床應(yīng)用提供參考。

1 厚樸酚的理化特性

厚樸酚的化學(xué)名為5′,5-二烯丙基-2,2′聯(lián)苯二酚(5,5 diallyl-2,2′-biphenyldiol)，分子式為C18H18O2，分子質(zhì)量為266.32 u，熔點為102℃，分子結(jié)構(gòu)見圖1。其性狀為棕褐色至白色精細(xì)粉末，單體為無色針狀結(jié)晶，可溶于苯、氯仿、乙醚、丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑[4]。其在水中的溶解度極低，僅為11.6 μg/mL[5]，口服生物利用度只有4.9%[6]。厚樸酚具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗寄生蟲、抗腫瘤等多種藥理作用，在中藥的研究和應(yīng)用中具有重要的地位。

圖1 厚樸酚的分子結(jié)構(gòu)式

2 厚樸酚的藥理學(xué)作用

2.1 厚樸酚的抗炎功能

厚樸酚可以通過激活或抑制多種信號分子發(fā)揮其抗炎功能。有研究脂多糖(LPS)處理的RAW264.7細(xì)胞中體外評價厚樸酚的抗炎作用，結(jié)果顯示，厚樸酚可抑制LPS處理的RAW264.7細(xì)胞中的NO、前列腺素E2(PGE2)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)的產(chǎn)生[7]。在研究厚樸酚對脂多糖誘導(dǎo)的小鼠乳房炎模型的抗炎作用中，證實厚樸酚以劑量依賴方式抑制腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-1β和IL-6的表達(dá)，表明其可能通過抑制促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，減少炎性細(xì)胞浸潤，減輕乳腺損傷；體內(nèi)試驗表明，厚樸酚通過調(diào)節(jié)多種細(xì)胞外信號，抑制NF-κB及絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號系統(tǒng)而減輕LPS刺激引起的炎癥反應(yīng)。厚樸酚通過調(diào)節(jié)多種信號通路，來抑制促炎因子的釋放，從而發(fā)揮其抗炎作用[8]。

2.2 厚樸酚的抑菌功能

厚樸酚對多種細(xì)菌和真菌都具有顯著的抑菌作用，其通過抑制細(xì)菌繁殖和抑制真菌分裂增殖降低活性，達(dá)到抑菌效果。研究厚樸酚對標(biāo)準(zhǔn)菌株白念珠菌(C.albicans，ATCC90028)的體外抑菌活性，結(jié)果表明厚樸酚對白念珠菌的MIC為40 μg/mL，而對其他念珠菌屬(NACS)的抗真菌作用MIC范圍為10 μg/mL ～40 μg/mL；同時，氟康唑?qū)Π啄钪榫捌渌钪榫腂MIC90值均為128 μg/mL，而厚樸酚除了對白念珠菌的BMIC90值為160 μg/mL，其他菌株的BMIC90均在20 μg/mL～80 μg/mL之間，說明與氟康唑相比，厚樸酚的抗真菌譜能力較強[9]。研究發(fā)現(xiàn)，肉雞人工感染雞白痢沙門氏菌后，肉雞生長性能下降，脾臟和法氏囊重量增加(P<0.01)，血清球蛋白含量增加(P<0.05)，腸絨毛高度和絨毛/隱窩比降低(P<0.05)，飼糧中添加厚樸酚可明顯減輕這些病理變化，回腸細(xì)菌16S rRNA基因測序結(jié)果表明，厚樸酚提高了回腸細(xì)菌的α-多樣性和β-多樣性(P<0.05)，能改善腸道微生態(tài)和黏膜屏障[10]。由此可見，厚樸酚具有良好的抑菌活性，在畜禽養(yǎng)殖中可以用來治療細(xì)菌和真菌病，保障健康養(yǎng)殖。

2.3 厚樸酚的抗氧化功能

厚樸酚的每個苯環(huán)上有1個酚羥基和烯丙基，其可以通過釋放酚羥基氫原子發(fā)揮其抗氧化作用。在日糧中分別添加100、200、300 mg/kg厚樸酚，測定血清和腸黏膜抗氧化能力，檢測血清和腸黏膜勻漿中總超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量。結(jié)果隨著飼料中厚樸酚水平的升高，血清和回腸黏膜中丙二醛含量呈線性降低(P<0.05)以及血清、空腸和回腸黏膜超氧化物歧化酶活性呈線性增加(P<0.05)[11]。在日糧中分別飼喂0、100、200、300 mg/kg厚樸酚與30 mg/kg硫酸粘菌素，結(jié)果厚樸酚顯著提高了血清或肝臟超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性，顯著降低了血清總抗氧化能力以及肝臟谷胱甘肽濃度(P<0.05)。與厚樸酚組相比，硫酸粘菌素組血清和肝臟甘油三酯、總膽固醇、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、丙二醛、蛋白質(zhì)羰基和8-羥基-2′-脫氧鳥苷含量顯著升高(P<0.05)[12]。厚樸酚是一種天然多酚，可以改善動物的抗氧化狀態(tài)，而氧化應(yīng)激是大多數(shù)動物感染疾病的病理過程，在養(yǎng)殖中應(yīng)用厚樸酚可以有效防治動物氧化應(yīng)激性疾病及延緩動物機(jī)體衰老。

2.4 厚樸酚的抗寄生蟲功能

研究表明[13]，厚樸酚對小瓜蟲離體生活階段及在體生活階段都表現(xiàn)出良好的抗蟲活性，離體試驗中測定不同濃度厚樸酚對小瓜蟲掠食體的抗蟲活性結(jié)果顯示，當(dāng)厚樸酚濃度大于0.6 mg/L時導(dǎo)致100%小瓜蟲掠食體死亡，4 h內(nèi)厚樸酚殺滅小瓜蟲掠食體的半數(shù)致死濃度為0.37 mg/L；濃度為1.5 mg/L的厚樸酚，浸泡患病金魚5 h后可使小瓜蟲繁殖力下降約40%；厚樸酚還可以破壞小瓜蟲的細(xì)胞膜完整性以及抑制其二分裂的繁殖。測定厚樸酚衍生物抑制小瓜蟲精氨酸酶活性的體外抑制效果[14]，其中精氨酸酶(Arginase，ARG)是厚樸酚作用于小瓜蟲的藥物靶點，選取了20個對精氨酸酶存在抑制效果的化合物作為訓(xùn)練集和4個化合物作為測試集，利用Co MFA模型進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果厚樸酚在C-9和C-9′位置增加取代基的體積和在C-4位置增加取代基的正電性有利于抑制精氨酸酶活性的提高，在C-2、C-3、C-4和C-5位置增加取代基的體積會降低活性精氨酸酶活性。寄生蟲疾病給養(yǎng)殖業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失，如果長期使用抗生素會導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生，厚樸酚源自天然，具有殺滅寄生蟲的作用，且有低殘留、無耐藥性等優(yōu)勢，能夠在畜禽寄生蟲病防治中發(fā)揮作用。

2.5 厚樸酚的抗腫瘤功能

厚樸酚的抗腫瘤功能備受關(guān)注，作為治療藥物其具有毒性小的優(yōu)勢。用Transwell細(xì)胞侵襲試驗檢測厚樸酚對鼻咽癌細(xì)胞侵襲能力的影響[15]，用100 μmol/L厚樸酚分別處理HK1和CNE2細(xì)胞24 h后，鼻咽癌細(xì)胞的侵襲數(shù)量顯著減少。厚樸酚可以通過死亡受體依賴(外源性)和線粒體依賴(內(nèi)源性)通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，阻斷MMP-9、VEGF、XIAP、Cyclin D1、MCL-1和C-FLIP的蛋白的表達(dá)來抑制SK-Hep1/luc2腫瘤進(jìn)展，以及降低ERK/NF-κB信號通路抑制SK-Hep1/luc2腫瘤生長[16]。因此，厚樸酚可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和分化，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移和腫瘤血管形成，對腫瘤的治療有良性的輔助效果。

3 厚樸酚增溶研究

厚樸酚水溶性差，生物利用度差，這是臨床治療藥物的一個重要限制性因素，因此，通過增溶技術(shù)可以改善其理化性質(zhì)，從而提高生物利用度。

3.1 固體分散體

固體分散體是指將藥物高度均勻地分散在固態(tài)載體物質(zhì)中形成的一種以固體形式存在的分散系統(tǒng)[17]。利用固體分散體可以提高水溶性差的藥物的溶解度以及改善藥物的生物利用度。制備固體分散體的方法有溶劑法、熔融法、噴霧干燥法、熱熔擠出等。用溶劑揮發(fā)法以聚乙烯吡咯烷酮(PVP k30)為載體制備厚樸酚固體分散體，體外溶出速率結(jié)果表明，在含有1 g/L的Tween-80的pH4.5醋酸鹽緩沖液中，厚樸酚固體分散體在12 h內(nèi)的累積溶出度可高達(dá)96.3%，其口服生物利用度比原料藥提高了2.12倍[18]。將厚樸經(jīng)700 mL/L乙醇提取后，利用聯(lián)合載體PEG6000-F68，溶劑法制成固體分散體，經(jīng)過Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化載體比為0.9∶1，藥載比1∶5.4，攪拌時間115 min，人工腸液中60 min內(nèi)厚樸酚固體分散體總?cè)艹龆瓤筛哌_(dá)97.12%[19]。用熱熔擠出技術(shù)篩選4種載體制備厚樸酚固體分散體，其中以丙烯酸樹脂Eudragit EPO(EPO)為載體的體外溶出度試驗表明，EPO體系的溶出速率在10 min可高達(dá)100%。而以共聚維酮S-630(PS-630)、羥丙基纖維素(HPC)為載體制得的固體分散體，其藥動學(xué)結(jié)果顯示的Cmax分別約為原料藥的5倍和2.3倍[20]。利用熔融和淬火冷卻法制備姜黃素-厚樸酚(CUR-MAG CM)，由于其在溶解過程中的聚集而呈現(xiàn)出降低溶解，在此基礎(chǔ)上，以5%(w/w)的比例與CUR-MAG CM共配制了少量聚合物羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥丙基纖維素(HPC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP k30)的三元體系[21]。體外溶出測定結(jié)果為，與MAG相比，在pH 1.2 HCl緩沖液中，CUR-MAG-HPMC CM、CUR-MAG-HPC CM和CUR-MAG-PVP K30 CM的溶解曲線下面積分別增加了1.82、3.12和2.36倍，在pH 6.8磷酸鹽緩沖液中分別增加了1.31、1.42和1.79倍，表明三元體系的溶解性能均高于結(jié)晶的MAG和CUR-MAG CM，說明添加聚合物后不僅可以增加藥物的潤濕性還能改善藥物的溶解度。將難溶性藥物制備成固體分散體可以增加其溶解度和生物利用度的同時，固體分散體本身也在面臨著一些挑戰(zhàn)，如載藥量小、物理穩(wěn)定性差等問題。

3.2 納米膠束

近年來，膠束口服藥物載體的應(yīng)用受到了極大的關(guān)注，比較常見的聚合物膠束(polymeric micelles，PMs)是指由合成的兩親性嵌段共聚物在水中自組裝形成的一種熱力學(xué)穩(wěn)定的膠體溶液[22]。聚合物膠束作為藥物載體，具有穩(wěn)定性好，增加難溶性藥物溶解度，降低藥物不良反應(yīng)，提高藥物生物利用度等優(yōu)點。利用卵磷脂為基礎(chǔ)制備厚樸酚的混合聚合物膠束，配方一為厚樸酚∶卵磷脂∶NaDOC(lbMPMs[NaDOC])，配方二為厚樸酚∶卵磷脂∶PP123(lbMPMs[PP123])，將兩種配方分別在0.1 mg/mL的藥物負(fù)荷下進(jìn)行體外釋放研究，其釋藥速度比厚樸酚緩慢，厚樸酚在9 h左右釋放完成，而被制備成聚合物膠束的厚樸酚，呈現(xiàn)出比較慢的釋放曲線，在1 h時，lbMPMs[NaDOC]和lbMPMs[PP123]的釋放率分別為62%和10%[23]。因此，利用膠束作為口服藥物的載體，可以使難溶性藥物緩慢釋放，在機(jī)體內(nèi)達(dá)到更好的吸收。

3.3 納米粒

納米粒(nanoparticles,NPs)是具有納米尺度的固體粒子，是一類以天然或合成高分子材料為載體的固態(tài)載藥膠體顆粒，一般粒徑為10 nm～1 000 nm。納米粒粒徑小，表面能大，可以在黏膜、角膜等處滯留，有利于藥物的吸收和提高藥物的生物利用度[24]。用乳化-溶劑揮發(fā)法制備厚樸酚聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)納米粒，藥代動力學(xué)試驗結(jié)果表明納米粒的tmax、Cmax、AUC0～t、AUC0～∞均高于原料藥，相對生物利用提高了2.17倍[25]。將兩種生物相容性共聚物Soluplus and Poloxamer 188組合為載體制備厚樸酚的混合膠束(MMs)和納米混懸劑(MNs)，藥物釋放研究表明，MMs和MNs都可以溶解釋放厚樸酚，MMs的藥物釋放速率比MNs慢，說明MNs可以表現(xiàn)出快速的藥物釋放過程[26]。兩種制劑都可以增加厚樸酚在Caco-2跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運試驗中的吸收，并且口服給藥后MMs和MNs組的相對生物利用度分別為346.9%和234.8%，明顯高于厚樸酚組。因此，將藥物制備成納米制劑可以利用其包裹作用提高藥物的穩(wěn)定性，并通過減小藥物粒徑，增加比表面積和溶解度，從而提高生物利用度。

3.4 包合物

包合物是指藥物分子被包于另一種分子的空穴結(jié)構(gòu)內(nèi)而形成的復(fù)合物。通過共蒸發(fā)制備厚樸酚-羥丙基環(huán)糊精包合物(MAG-HP-β-CD)，該包合物使MAG的水溶性提高500倍以上[27]。一般來說，環(huán)糊精類是最常用的包合載體，它們具有疏水性的腔體，能夠與難溶性藥物形成穩(wěn)定的包合物，改善藥物的性質(zhì)，從而達(dá)到改善難溶性藥物水溶性的目的。

4 小結(jié)

在厚樸酚的研究中，許多動物試驗均證實厚樸酚具有抗炎、抗氧化、抗寄生蟲以及抑菌的作用。通過增溶技術(shù)，可以強化厚樸酚的理化性質(zhì)、延長其在體內(nèi)的作用時間。其中，對于納米技術(shù)可以繼續(xù)進(jìn)行深入研究，因其具有粒徑小、比表面積大、實現(xiàn)靶向給藥等諸多優(yōu)勢，可以在臨床上更好地發(fā)揮厚樸酚的治療作用。