柚皮素及其納米遞送體系研究進(jìn)展

夏莎莎,王啟明,饒哲楠,明建,2*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院, 重慶, 400715) 2(西南大學(xué), 食品貯藏與物流研究中心, 重慶, 400715)

柚皮素是一類廣泛存在于橙子、柚子和檸檬等水果中的柑橘類黃酮化合物。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,柚皮素具有多種顯著的生理功效,如抗氧化、抗炎、抗菌和抗腫瘤等[1-2]。除此之外,柚皮素在口服進(jìn)入人體后,能夠通過減少氧化應(yīng)激、調(diào)控基因表達(dá)、控制酶的合成以及調(diào)節(jié)酶的活性,保護(hù)人體的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、腸胃和肝臟等免受疾病的侵害,其在醫(yī)藥和營(yíng)養(yǎng)保健領(lǐng)域具有很高的研究?jī)r(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景[2]。

盡管過去許多研究人員已經(jīng)探索了這種植物成分以評(píng)估其有可能的生物活性,但研究證實(shí)柚皮素自身疏水性高,溶解度低,在人體內(nèi)的口服利用度相對(duì)較低(僅10%的攝入量是生物可利用的)[3]。這些因素限制了柚皮素在食品和制藥領(lǐng)域的功效和應(yīng)用。為了解決上述問題,研究人員開發(fā)了針對(duì)柚皮素的多種納米遞送系統(tǒng),包括聚合物納米顆粒、脂質(zhì)體、納米乳液和納米混懸液等,這些納米遞送系統(tǒng)在很大程度上提高了柚皮素的溶解度、生物利用度和藥物活性等[4]。尤其是脂質(zhì)納米遞送系統(tǒng)的出現(xiàn),使得柚皮素具有靶向性,能夠有效作用于目標(biāo)部位[3]。

由此可見,納米遞送系統(tǒng)的開發(fā)對(duì)于柚皮素的未來(lái)研究和發(fā)展至關(guān)重要。然而當(dāng)前國(guó)內(nèi)通過納米遞送系統(tǒng)提高柚皮素生物利用度的研究和綜述非常有限,因此有必要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。筆者課題組主要以多酚類化合物的納米遞送系統(tǒng)為研究對(duì)象,已開發(fā)了包括納米顆粒、油凝膠、乳液等在內(nèi)的多種納米遞送系統(tǒng),提高了多種多酚化合物的生物利用度和穩(wěn)定性[5-6]。綜上,本文探究了當(dāng)前不同遞送系統(tǒng)的遞送效果,并對(duì)柚皮素納米遞送體系的應(yīng)用前景進(jìn)行展望,以期為研究人員提供借鑒。

1 柚皮素概述

1.1 柚皮素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)

柚皮素由Power和Tutin于1907年首次發(fā)現(xiàn)[2]。柚皮素在各類柑橘類水果(如橘子、檸檬等)中含量最多。柚皮素分子質(zhì)量為272.256 g/mol,氫供體數(shù)和受體數(shù)分別為3和5。常溫下,純柚皮素呈固態(tài),熔點(diǎn)為208～251 ℃,可溶于乙醇、二甲基甲酰胺和二甲基亞砜等有機(jī)溶劑,但微溶于水,其水溶解度為475 mg/L,油水分配系數(shù)logP值為2.42[2,7]。通過紫外光譜法測(cè)定柚皮素的解離常數(shù)(pKa)為298.2 K。柚皮素的pKa1和pKa2值分別為7.05±0.06和8.84±0.08,具有弱堿性[3]。

1.2 柚皮素的生理功效

柚皮素與人類的生活飲食息息相關(guān),其廣泛的生理功效倍受關(guān)注,包括抗炎、抗氧化、抗菌和抗癌活性。此外,柚皮素被證實(shí)具有多種人體組織器官保護(hù)功能,包括心血管保護(hù)、神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)、腸胃保護(hù)和肝臟保護(hù)(圖1)。

1.2.1 柚皮素的抗氧化功效

在炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的早期,炎癥介質(zhì)激活巨噬細(xì)胞,并導(dǎo)致白細(xì)胞在炎癥部位的聚集?；罨木奘杉?xì)胞和中性粒細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生·O2-、活性氧和活性氮,導(dǎo)致氧化應(yīng)激[8]。柚皮素的抗氧化作用主要通過清除自由基和活性氧、抑制脂質(zhì)過氧化損傷、提高超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性等方式進(jìn)行[2]。柚皮素能有效地清除自由基和活性氧,這歸因于其結(jié)構(gòu)中羥基的供電子性質(zhì),包括5-羥基和5, 7-二羥基[8]。柚皮素羥基中的氫原子可以轉(zhuǎn)移到自由基上,然后通過共振穩(wěn)定自身。此外,柚皮素還可以調(diào)節(jié)細(xì)胞中抗氧化基因的表達(dá),如誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞激活核轉(zhuǎn)錄因子(nuclear factor erythroid-2-related factor 2,Nrf2),激活抗氧化酶(heme oxygenase-1,HO-1),誘導(dǎo)機(jī)體的抗氧化應(yīng)答[3]。

1.2.2 抗炎功效

在炎癥發(fā)生后,除了氧化應(yīng)激外,由炎癥介質(zhì)激活的巨噬細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和其他介質(zhì)(如NO、前列腺素等)[2]。柚皮素可以抑制促炎細(xì)胞因子和介質(zhì)的產(chǎn)生。例如,KUMAR等[9]發(fā)現(xiàn)柚皮素納米顆?？梢燥@著下調(diào)NF-κB和P38 MAPK(炎癥信號(hào)通路),抑制環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)和一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的表達(dá),從而抑制促炎細(xì)胞因子和NO的產(chǎn)生。

1.2.3 抗菌功效

研究表明,柚皮素可抑制金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和變形鏈球菌在內(nèi)的多種細(xì)菌的體外生長(zhǎng)[10]。WANG等[10]發(fā)現(xiàn)柚皮素可以通過改變細(xì)菌細(xì)胞膜流動(dòng)性,細(xì)胞膜中脂肪酸占比,調(diào)控脂肪酸合成等方式發(fā)揮抑菌功效。柚皮素也會(huì)影響細(xì)胞膜的通透性和完整性,造成細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和遺傳物質(zhì)的泄露,進(jìn)而發(fā)揮抗菌作用[3]。此外,柚皮素與氨芐西林、甲氧西林、四環(huán)素和萬(wàn)古霉素對(duì)金黃色葡萄球菌具有協(xié)同抗菌特性,可以顯著增強(qiáng)抗生素的抗菌作用,且對(duì)耐藥細(xì)菌的抑制效果顯著增強(qiáng)[11]。

1.2.4 抗腫瘤功效

柚皮素具有潛在的癌癥化學(xué)預(yù)防和治療作用,對(duì)多種癌細(xì)胞具有治療效果[12-14]。如圖2所示,柚皮素可通過干擾多種轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑限制癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移,包括使致癌物失活、抗增殖作用、細(xì)胞周期阻滯、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制持續(xù)的血管生成。例如,柚皮素可以下調(diào)鳥氨酸脫羧酶(ornithine decarboxylase,ODC),導(dǎo)致多胺DNA和蛋白質(zhì)合成的減少[12]。柚皮素可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡相關(guān)信號(hào)通路,如上調(diào)磷酸肌醇3-激酶/AKT信號(hào)通路,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[13]。此外,柚皮素可以使線粒體跨膜電位喪失,導(dǎo)致線粒體破裂并將細(xì)胞色素C釋放到細(xì)胞質(zhì)中,誘導(dǎo)半胱天冬酶3和半胱天冬酶9合成,進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[14]。另一方面,柚皮素通過降低血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothlial growth factor,VEFG)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子[如白細(xì)胞介素-8(interleukin-8,IL-8)和TGF-α(transforming growth factor-α)等]發(fā)揮其血管生成抑制作用,減少癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲[14]。

圖2 柚皮素的抗癌功效Fig.2 Anti-cancer properties of naringenin

1.2.5 人體保護(hù)功效

傳統(tǒng)的變量篩選方法有前進(jìn)法、后退法、逐步回歸法、最佳子集法；常用的逐步回歸法已可有效篩選變量。在多元回歸分析中，亦有使用主成分分析法、正交變換法篩選變量。如果多元線性回歸建模效果不好，研究對(duì)象較為復(fù)雜，基于MIV的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、自變量降維的遺傳算法，以及針對(duì)小樣本的支持向量回歸法（SVR）等值得關(guān)注。

柚皮素可通過減少氧化應(yīng)激、抑制炎癥因子釋放、調(diào)控基因表達(dá)、調(diào)節(jié)生物酶的合成等多種方式,保護(hù)人體的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、腸胃和肝臟等組織器官[15-18]。例如,柚皮素通過增強(qiáng)抗氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽-s-轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase,GST)和過氧化氫酶(catalase,CAT)的活性,降低自由基和活性氧對(duì)心肌細(xì)胞造成的氧化應(yīng)激,保護(hù)心血管系統(tǒng)[15]。柚皮素可以通過抑制促凋亡蛋白半胱天冬酶3和半胱天冬酶9的表達(dá),增加抗凋亡蛋白(b-cell lymphoma-2,Bcl-2)的表達(dá),減少氧化應(yīng)激,抑制神經(jīng)元細(xì)胞凋亡,保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)[16]。當(dāng)腸胃出現(xiàn)潰瘍后,柚皮素可以有效減少組織潰瘍、炎癥和結(jié)腸壞死,也可能通過抑制iNOS等促炎標(biāo)志物、減少炎癥細(xì)胞因子、降低黏膜中的蛋白濃度等治療結(jié)腸炎[17]。此外,在肝臟保護(hù)中,柚皮素可以顯著緩解由高膽固醇膳食引發(fā)的肝臟炎癥,包括顯著減少促炎介質(zhì)的釋放,下調(diào)TNF-α、基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metallopeptidase-2,MMP-2)和基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metallopeptidase-9,MMP-9)的表達(dá),有助于減少巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),并通過降解細(xì)胞外基質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)壞死性炎癥[18]。

2 柚皮素的吸收、代謝與生物利用

2.1 柚皮素的吸收、代謝

柚皮素在人體內(nèi)的吸收和代謝過程如圖3所示。在口服給藥后,柚皮素可被整個(gè)胃腸道吸收,但其在小腸的吸收多于胃和結(jié)腸[19]。柚皮素可被β-葡萄糖苷酶水解成苷元后被小腸上皮細(xì)胞吸收,還可以通過被動(dòng)的細(xì)胞外擴(kuò)散被人腸上皮細(xì)胞吸收[20]。柚皮素經(jīng)腸道代謝后會(huì)形成大量的硫酸鹽、葡萄糖醛酸酯等代謝物,其生物利用度顯著降低[20]。

圖3 柚皮素在人體的吸收和代謝過程Fig.3 Absorption and metabolism of naringenin in human body

經(jīng)胃腸道吸收后,未代謝的柚皮素可與血液中的白蛋白結(jié)合,通過血液循環(huán)迅速流動(dòng)到肝臟、腎臟和脾臟等器官。在肝臟和腎臟中,柚皮素可在磺基轉(zhuǎn)移酶和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶的作用下生成葡萄糖醛酸化、硫酸鹽等形式的代謝產(chǎn)物[21]。其中,98%的柚皮素葡萄糖醛酸作為柚皮素代謝物存在于血漿中,參與體循環(huán)。組織器官中的β-葡萄糖醛酸酶可以參與該代謝物的水解,釋放柚皮素進(jìn)行再循環(huán)[22]。此外,腸道微生物可分泌各種的生物酶參與柚皮素的生物轉(zhuǎn)化,通過糖苷化、甲基化、脫氫等反應(yīng)生成13種微生物代謝物[22],隨后將柚皮素代謝物進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)化或排出。

2.2 柚皮素的生物利用

柚皮素在血液中的代謝速度快,半衰期短。BAI等[20]研究發(fā)現(xiàn)人口服柚皮素后,其在血漿中總質(zhì)量濃度約2.00～2.00×102ng/mL,并隨著腸道代謝,其濃度在約(3.62±3.19) h時(shí)增加至最大。柚皮素在血漿中循環(huán)的主要形式是通過代謝成柚皮素硫酸鹽和柚皮素葡萄糖醛酸酯。實(shí)際上,柚皮素的口服生物利用率很低,這主要是由于:1)與大多數(shù)類黃酮化合物一樣,柚皮素具有疏水性,溶解度低;2)兩親性的柚皮素大分子不易穿過脂質(zhì)細(xì)胞膜;3)胃腸道降解、肝臟代謝使得柚皮素易分解。因此,為了克服柚皮素生物利用度低等缺陷,科研人員開發(fā)了多種負(fù)載柚皮素的納米遞送載體(例如納米顆粒、納米乳液、脂質(zhì)體和納米混懸液等)。這些納米遞送載體極大地提高了柚皮素的穩(wěn)定性、溶解度、生物利用度等,實(shí)現(xiàn)了多種疾病的預(yù)防和治療[2]。

3 柚皮素納米遞送系統(tǒng)

近年來(lái),為了提高藥物的治療效果,各種納米遞送系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于給藥研究,以提高藥物生物利用度、溶解度、載藥量、藥物保留時(shí)間、促進(jìn)靶向給藥并減小藥物的副作用等。納米遞送系統(tǒng)中藥物載體通常由多種化合物構(gòu)成,包括人工聚合物和天然聚合物(如脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等),藥物則被溶解、封裝或附著在藥物載體上[3]。根據(jù)體系構(gòu)成的不同,柚皮素納米遞送系統(tǒng)可分為聚合物納米顆粒遞送系統(tǒng)、脂質(zhì)納米遞送系統(tǒng)、乳液基納米遞送系統(tǒng)以及納米懸浮液遞送系統(tǒng)(圖4)。

圖4 柚皮素納米遞送系統(tǒng)示意圖Fig.4 Schematic diagram of naringenin nano-delivery system

3.1 聚合物納米顆粒

自20世紀(jì)80年代以來(lái),各種聚合物納米顆粒(尺寸為100～1 000 nm,包括聚合物納米凝膠、納米膠囊及納米膠束等)已被應(yīng)用于藥物傳遞系統(tǒng),將不同的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)到目標(biāo)器官[23]。與傳統(tǒng)的治療方法相比,聚合物納米顆粒在給藥應(yīng)用中提高了藥物的生物相容性、生物利用度、安全性、藥物的滲透性和穩(wěn)定性,并保護(hù)藥物不被水解酶水解,提高了治療效果。在這種遞送系統(tǒng)中,聚合物納米載體往往要求是具有生物相容性和可生物降解的聚合物,這樣可以有效降低載體的毒性。依據(jù)聚合物納米顆粒組成的不同,聚合物納米顆?？煞譃槿斯ぞ酆衔锛{米顆粒與天然聚合物納米顆粒。

3.1.1 人工聚合物納米顆粒

多種具有生物相容性、可降解性及低毒性的人工聚合物(包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇化聚乳酸酯等)被證實(shí)可用于柚皮素納米顆粒的構(gòu)建[24-26]。SMRUTHI等[24]利用聚乳酸和聚乙烯醇對(duì)柚皮素進(jìn)行封裝,發(fā)現(xiàn)這種納米顆粒在模擬胃腸道條件下具有更好的封裝效率和持續(xù)釋放柚皮素的特點(diǎn),柚皮素的生物利用度提高了4.7倍。值得注意的是,通常人工聚合物的一些性質(zhì)(如親疏水性、靶向性等)會(huì)影響聚合物納米顆粒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。兩親性聚合物分子(如聚乙二醇化聚乳酸酯、甲氧基聚乙二醇-聚己內(nèi)酯)可以在水介質(zhì)中自發(fā)形成核殼結(jié)構(gòu),它們的疏水核心可以作為柚皮素的儲(chǔ)層,將疏水的柚皮素包裹在聚合物膠束中,進(jìn)而提高柚皮素在水介質(zhì)中的溶解度/分散性[25]。而親水性聚合物(如右旋糖酐和聚乙烯吡咯烷酮等)則可以通過涂層的形式包裹柚皮素,形成納米顆粒[26]。這些親水性聚合物通過與柚皮素形成分子絡(luò)合物進(jìn)而緩解柚皮素結(jié)晶,提高柚皮素的溶解度和生物利用度。此外,聚己內(nèi)酯被認(rèn)為具有很好的靶向性,能夠保護(hù)正常非靶向組織免受毒性。因此,聚己內(nèi)酯-柚皮素納米顆粒具有優(yōu)異的主動(dòng)靶向作用,能增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)柚皮素的攝取并提高柚皮素對(duì)癌細(xì)胞的毒性作用[27]。

與人工聚合物相比,具有各種生物活性的天然聚合物能更有效地提高柚皮素生物利用度、安全性和生物相容性,在保持治療效果的同時(shí)降低毒性,增強(qiáng)滲透性和吸收,并且可以有效調(diào)節(jié)藥物的保留時(shí)間[28]。應(yīng)用于柚皮素納米顆粒構(gòu)建的天然聚合物的類型非常廣泛[包括蛋白質(zhì)(絲素蛋白、β-酪蛋白、乳球蛋白)[28-30]和多糖(殼聚糖、海藻酸鈉、纖維素)[31-33]等]。天然聚合物納米顆粒的構(gòu)建方式多樣,主要包括:1)交聯(lián)法:即利用物理或化學(xué)交聯(lián)劑實(shí)現(xiàn)天然聚合物與柚皮素的交聯(lián);2)自上而下法:即將天然聚合物與柚皮素在剪切、撞擊等力的作用下產(chǎn)生納米顆粒的方法(如渦旋混合、研磨等);3)自下而上法:即通過環(huán)境誘導(dǎo)(如溫度、pH值、離子強(qiáng)度、溶劑極性等)使生物聚合物與柚皮素組裝形成納米顆粒(如溶解-吸附法、反溶劑重結(jié)晶法等[29])。研究表明,納米顆粒遞送系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)所選擇的原料、制備方法不同,會(huì)對(duì)納米顆粒的形成、遞送體系的理化性質(zhì)、功能特性等產(chǎn)生影響(表1)。

表1 天然聚合物納米顆粒在柚皮素遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用Table 1 Application of natural polymer nanoparticles in naringenin delivery system

3.2 脂質(zhì)納米遞送系統(tǒng)

在過去的20年里,脂質(zhì)納米遞送系統(tǒng)一直被認(rèn)為是解決疏水性藥物溶解度局限性的有效方法。脂質(zhì)作為兩親性或疏水分子,常被用作活性成分遞送的載體。由于其生物降解性、生物相容性、毒性低、可增加藥物的溶解度和靶向遞送的特點(diǎn)而在藥物遞送系統(tǒng)中很受歡迎。在針對(duì)柚皮素的脂質(zhì)納米遞送系統(tǒng)中,固體脂質(zhì)納米顆粒(solid lipid nanoparticles,SLNs)、納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(nanostructured lipid carriers,NLCs)和脂質(zhì)體形式的納米遞送系統(tǒng)被廣泛使用。

3.2.1 SLNs

SLNs最早于1991年由MüLLER等[34]首次合成,是新一代亞微粒給藥系統(tǒng)。SLNs是以天然或合成的固體脂質(zhì)(如硬脂酸、三酰甘油等)為載體,將藥物包裹于類脂核中而制成的脂質(zhì)納米顆粒。SLNs具有亞微米尺寸(<1 000 nm)。與聚合物、脂質(zhì)體和乳劑相比,SLNs具有低毒性、無(wú)需使用有機(jī)溶劑、藥物控釋、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

近些年,SLNs作為柚皮素納米遞送系統(tǒng)被廣泛研究。YANG等[35]以甘油單油酸酯(glyceryl monooleate,GMO)為脂質(zhì)來(lái)源和聚乙二醇琥珀酸酯(tocopheryl polyethylene glycol succinate,TPGS)為穩(wěn)定劑,采用乳化均質(zhì)化法制備了(naringenin-solid lipid nanoparticles,NRG-SLNs)。研究發(fā)現(xiàn),柚皮素和脂質(zhì)聚合物是相溶的,脂質(zhì)納米顆粒呈光滑的納米球狀,柚皮素可持續(xù)釋放長(zhǎng)達(dá)90 h,NRG-SLNs能有效減少肝損傷和纖維化,并且SLNs顯著提高了柚皮素的生物利用度和肝臟的靶向遞送。JI等[36]采用乳化和低溫凝固技術(shù)將柚皮素包裹在SLNs中。NRG-SLNs結(jié)構(gòu)為均勻的球形顆粒,具有高載藥量,對(duì)人肺癌上皮細(xì)胞沒有毒性,給藥后NRG-SLNs的生物利用度顯著增強(qiáng)。WANG等[37]利用微乳化法制備負(fù)載柚皮素和紫杉醇的雙藥物SLNs載體系統(tǒng),用于治療多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma,GBM),結(jié)果表明SLNs顯著提高了藥物的釋放率和吸收率,并改進(jìn)了藥物對(duì)GBM的靶向性。

3.2.2 NLCs

NLCs是在SLNs基礎(chǔ)上發(fā)展的第二代脂質(zhì)基納米顆粒。NLCs由在固體脂質(zhì)中加入液體脂質(zhì)作為混合類脂基質(zhì),以此制備的脂質(zhì)基納米顆粒。NLCs的特點(diǎn)在于:藥物在脂質(zhì)基質(zhì)中的溶解度高、載藥量高、藥物釋放可控,并且,由于其緊湊的結(jié)構(gòu),藥物的爆發(fā)釋放量也較低。HU等[38]采用乳狀液蒸發(fā)加低溫凝固法制備了柚皮素負(fù)載納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(naringenin-nanostructured lipid carriers,NRG-NLCs),發(fā)現(xiàn)NRG-NLCs具有較高載藥能力[載藥量為(22.5±1.7)%],并使柚皮素釋放率提高了3.5倍,促進(jìn)了柚皮素的上皮轉(zhuǎn)運(yùn)和腸道吸收,提高了柚皮素的口服生物利用度。

3.2.3 脂質(zhì)體

脂質(zhì)體是由磷脂雙分子層膜形成的球形脂質(zhì)囊泡。這些脂類通常是天然磷脂,如大豆磷脂酰膽堿(soy phosphatidylcholines, SPC),合成磷脂和二棕櫚酰磷脂酰膽堿(dipalmitoylphosphatidylcholine,DPPC)。脂質(zhì)體可以將親脂性和親水分子包裹在其中,避免它們的降解,并將藥物成分釋放到指定的目標(biāo)上。研究表明,脂質(zhì)體可以有效改善和增強(qiáng)柚皮素的藥物效果[如提高藥物的溶解度和生物利用度、改變藥物的形態(tài)(顆粒大小、Zeta電位、包封效率和藥物釋放譜)、促進(jìn)藥物靶向],進(jìn)而提高治療效果[39]。研究表明,柚皮素脂質(zhì)體具有更好的物理穩(wěn)定性和較高的Zeta電位值,與游離的柚皮素相比,柚皮素脂質(zhì)體具有更高的溶解度和口服利用度,在不同組織中的藥物濃度更高,特別是在肝臟中[40]。TSAI等[41]制備了負(fù)載柚皮素的彈性脂質(zhì)體,用于局部皮膚抗氧化,研究表明,與水溶液相比,以彈性脂質(zhì)體為載體時(shí),柚皮素在皮膚中的沉積量顯著增加了7.3～11.8倍,并且能有效緩解多聚甲醛引起的皮膚刺激,表明彈性脂質(zhì)體適用于柚皮素的局部皮膚靶點(diǎn)。

3.3 乳液基遞送載體

3.3.1 納米乳液

納米乳液是由水中油分散體組成(液滴尺寸100～600 nm),是利用有機(jī)相和水相混合時(shí)發(fā)生的自乳化機(jī)制形成的。納米乳液是熱力學(xué)不穩(wěn)定和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的體系,自身易發(fā)生沉降、絮凝和聚結(jié)。因此,納米乳液中常加入乳化劑(通常是表面活性劑和助表面活性劑),后者可吸附在油水界面,導(dǎo)致界面張力降低,有利于更小的液滴的形成,并防止液滴的聚集。納米乳液中的顆粒具有核殼結(jié)構(gòu)(圖4),即兩親性材料構(gòu)成的殼包裹著親脂性材料構(gòu)成的核心。親脂性材料可能包括多種不同的非極性分子,如三?；视?、二?；视汀熙；廴┐己蜕锘钚猿煞諿42]。兩親性殼可能包含各種表面活性分子(如表面活性劑、磷脂、蛋白質(zhì)和多硫化合物等[42])。研究表明,納米乳液可用作柚皮素等疏水性藥物的遞送體系,并顯著改善藥物的生物活性和吸收利用情況[42-43](表2)。

表2 乳液基遞送載體在柚皮素遞送中的應(yīng)用Table 2 Application of emulsion based delivery carrier in naringenin delivery

3.3.2 自乳化液

自乳化液是由油相、表面活性劑和助表面活性劑形成的無(wú)水均勻液體混合物,是一種無(wú)水的納米乳劑濃縮液。自乳化液的最大特點(diǎn)是在胃腸道蠕動(dòng)及胃腸液水性介質(zhì)環(huán)境下,它們迅速并自發(fā)地乳化形成尺寸小于200 nm的納米油滴[46]。這些納米油滴含有溶解在油相中的藥物,并且增強(qiáng)了界面表面積,從而改善藥物的增溶和滲透性能。此外,自乳化液含有高濃度的表面活性劑和助表面活性劑,具有提高藥物滲透性和提高載藥能力的優(yōu)點(diǎn),可以顯著促進(jìn)高親脂性藥物的生物利用度。

對(duì)于自乳化液遞送系統(tǒng),油相、表面活性劑和助表面活性劑的選擇至關(guān)重要。合適的體系可以有效促進(jìn)藥物的溶解,避免藥物在腸腔內(nèi)稀釋后的沉淀,同時(shí)也保證制備過程需要較少的油相和乳化劑。通過優(yōu)化可以選擇合適的油相、表面活性劑和助表面活性劑,進(jìn)而提升藥物的溶解速率、多分散性和釋放速度。例如,KHAN等[44]根據(jù)柚皮素在不同油相中的溶解度差異,選擇了溶解度最高的三乙酸甘油酯作為油相,并根據(jù)乳化劑/助乳化劑對(duì)油相的乳化效率選擇了吐溫-80和二乙二醇單乙基醚,分別作為乳化劑和助乳化劑用于柚皮素自乳化遞送系統(tǒng)的制備(表2)。

3.4 納米混懸液遞送系統(tǒng)

納米混懸液,也稱為納米晶體,是一種無(wú)載體的藥物傳遞系統(tǒng),由純藥物和穩(wěn)定劑(表面活性劑或聚合物)組成,平均粒徑通常為10～1 000 nm[47]。該系統(tǒng)可作為不溶性藥物的遞送工具,可降低共溶劑毒性、顆粒大小,并提高藥物溶解度、生物利用度、載藥量和穩(wěn)定性等。納米懸浮液的制備涉及到顆粒的形成,這些顆?？梢酝ㄟ^縮小較大晶體的顆粒尺寸形成納米晶體(自上而下的方法),也可以通過使溶解分子的沉淀獲得顆粒(自下而上的方法)來(lái)獲得[47]。納米混懸液中的穩(wěn)定劑對(duì)于維持納米顆粒的穩(wěn)定性、抑制顆粒自發(fā)的晶體生長(zhǎng)、保持顆粒均勻的粒徑分布等方面起著重要作用。用于制備納米懸浮液的穩(wěn)定劑主要為表面活性劑或聚合物,包括吐溫-80、泊洛沙姆188、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、D-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯(tocofersolan,TPGS)和聚乙烯吡咯烷酮等[48-49]。

當(dāng)前,許多報(bào)道證實(shí)了納米混懸液系統(tǒng)能夠顯著提高柚皮素的物理化學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)特性。GERA等[48]將聚乙烯吡咯烷酮作為穩(wěn)定劑制備了柚皮素納米懸浮液(naringenin-nanosuspension,NRG-NS)。與純柚皮素相比,NRG-NS粒徑顯著減小,柚皮素在胃腸道中表現(xiàn)出良好的通透性,并且其溶解度和生物利用度也得到顯著提高。SINGH等[49]采用沉淀超聲法,將不同類型的表面活性劑和聚合物,包括膽酸鈉、十二烷基硫酸鈉、PEG、吐溫-80、泊洛沙姆188和TPGS用于柚皮素納米混懸液制備,發(fā)現(xiàn)與其他表面活性劑相比,TPGS具有更高的乳化效率,顯著提高了柚皮素的溶解度(10.19倍)和口服利用度,這主要?dú)w因于TPGS使得柚皮素由晶體變成無(wú)定形,促進(jìn)了柚皮素的溶解,并使得柚皮素顆粒從微米減少到納米。此外,RAJAMANI等[50]通過高壓均質(zhì)制備了柚皮素/TPGS納米懸浮液,與游離柚皮素相比,柚皮素/TPGS納米混懸液可以更有效地緩解抗腫瘤藥物治療后氧化應(yīng)激引起的肝中毒和腎中毒。

4 結(jié)論與展望

柚皮素是一種大量存在于柑橘類水果中的類黃酮化合物。作為一種天然活性物質(zhì),許多研究證實(shí)柚皮素具有抗氧化、抗菌、抗癌、心臟保護(hù)和神經(jīng)保護(hù)等多種生物功效,具有應(yīng)用于功能食品和醫(yī)藥的潛能。然而,柚皮素本身微溶于水、生物利用低、穩(wěn)定性差的特點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn),一些納米遞送體系,包括聚合物納米顆粒、脂質(zhì)體、納米乳液和混懸液等可以顯著改善柚皮素的水溶性、穩(wěn)定性、提高生物利用度。納米遞送系統(tǒng)的出現(xiàn)為柚皮素的應(yīng)用提供了多種選擇,極大地提高了柚皮素的應(yīng)用范圍。盡管如此,柚皮素在臨床試驗(yàn)中的研究報(bào)道和治療效果還是很有限的,未來(lái)仍需要進(jìn)一步研究人體中的柚皮素負(fù)載納米系統(tǒng)的效果及與人體健康的作用機(jī)制,同時(shí)需要探究柚皮素與其他藥物的協(xié)同作用,以最大限度地提高療效,同時(shí)降低昂貴藥物的劑量。相信隨著科技的不斷發(fā)展,柚皮素納米遞送系統(tǒng)的研究將會(huì)得到越來(lái)越多的報(bào)道與應(yīng)用。