梁宇飛 張欣欣 趙麗艷 張萬明
河北北方學(xué)院藥學(xué)系,河北省神經(jīng)藥理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,張家口,075000,中國
姜黃為姜科植物姜黃的干燥根莖,作為我國的傳統(tǒng)中藥,有著悠久的使用歷史,能破血行氣,通經(jīng)止痛,用于胸脅刺痛,胸搏心痛,痛經(jīng)經(jīng)閉等[1]。姜黃素(curcumin,Cur)是姜黃中的主要活性成分,具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗纖維化等廣泛的藥理作用[2-6],且因其資源豐富,價(jià)格低廉,毒副作用小,而極具開發(fā)應(yīng)用前景。但其溶解度差、體內(nèi)代謝和排泄迅速,口服生物利用度低[7],這些問題一直限制著Cur 的開發(fā)應(yīng)用。
胡椒堿(piperine,Pip)是中蒙藏醫(yī)常用藥物,即蓽茇、胡椒等胡椒科植物的主要生理活性成分之一,為桂皮酞胺類生物堿,是一種天然存在的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶(UDP-glucuronosyltransferase,UGT)抑制劑,可通過調(diào)節(jié)代謝酶和腸道吸收來提高Cur 的生物利用度,從而增加治療效果。本文從姜黃素的代謝特點(diǎn)出發(fā),系統(tǒng)綜述Pip 增加Cur 治療效果的作用機(jī)制以及兩者聯(lián)用的研究現(xiàn)狀,為今后的科學(xué)研究提供參考依據(jù)。
Cur 為一種黃色的酚類物質(zhì),分子式為C21H20O6,分子量為368.37,熔點(diǎn)183℃,溶于乙醇、醋酸、丙酮和氯仿等有機(jī)溶劑,不溶于水。姜黃素不穩(wěn)定,易受溫度、光線、濕度、pH 等影響,但在室內(nèi)光照、紫外光照和避光條件下均能穩(wěn)定存在。當(dāng)pH 條件變化時(shí)姜黃素會(huì)發(fā)生烯醇互變(Fig.1),即酸性或中性條件下為酮式,堿性條件下為烯醇式。
Cur 的首次生物體藥動(dòng)學(xué)研究由Bo 等[8]于1978年進(jìn)行,得出Cur 在胃腸道中吸收極差的結(jié)論。1982年Ravindranath 等人[9]采用3H-放射性標(biāo)記法再次對Cur 的生物利用度進(jìn)行了研究,其結(jié)果與之前研究幾乎一致。1980 年Ravindranath 等人[10]利用大鼠模型進(jìn)行了Cur 的組織分布實(shí)驗(yàn),結(jié)果Cur 在心臟、肝臟、腎臟分布甚微。2008 年Vareed 等人的研究發(fā)現(xiàn),Cur 口服后,僅有極少量通過門靜脈進(jìn)入外周的血液循環(huán),而后從膽汁和腎臟中消除,微量從尿液中排出,大部分直接從糞便排出體外[11]。這基本確定了Cur 的生物利用度低,且其吸收與口服后在胃腸中的轉(zhuǎn)化有密切關(guān)系的特點(diǎn)。
多種因素導(dǎo)致了Cur 的低生物利用度:①低溶解度[12],且低溶解度可能會(huì)加劇腸黏膜廣泛的體前代謝;②Cur 在pH>7 時(shí)穩(wěn)定性較差[13-14],因而Cur 在腸道和體內(nèi)生理pH 時(shí)穩(wěn)定性較差;③腸道通透性很低[15-16],且Cur 通常以較低濃度出現(xiàn)在腸細(xì)胞中,因此代謝酶的飽和度較低;④廣泛的腸道和肝臟一級(jí)代謝[17-18]。Cur低溶解度、高通透性的特點(diǎn)類似于生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)(biopharmaceutics classification system,BCS)類 藥物,最終導(dǎo)致Cur 被腸道轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白排出[19]??朔詈笠豁?xiàng)挑戰(zhàn)一直是近年來開發(fā)的幾種Cur 遞送系統(tǒng)的主要研究重點(diǎn)。
Cur 的代謝產(chǎn)物主要為庚二烯-3,5-二酮結(jié)構(gòu)中4個(gè)雙鍵逐步加氫而形成的還原型代謝產(chǎn)物[20],包括二氫姜黃素、四氫姜黃素、六氫姜黃素及八氫姜黃素,另外還有少量的阿魏酸。Cur 和其還原型代謝物十分容易發(fā)生共軛反應(yīng),包括單葡萄糖醛酸共軛、單硫酸鹽醛酸共軛以及葡萄糖醛酸和硫酸鹽醛酸混合共軛。Cur的葡萄糖醛酸苷、硫酸鹽醛酸苷、四氫化姜黃素和六氫化姜黃素是四種最豐富的代謝物[21-23],其中姜黃素的葡萄糖醛酸苷是小鼠、大鼠和人體內(nèi)的最主要代謝物。參照文獻(xiàn)[23]繪制姜黃素的代謝圖(Fig.2)。
口服Cur 的葡萄糖醛酸化分別由腸上皮細(xì)胞的UGT 中的1A1、1A8、1A10 和肝臟的UGT1A1 介導(dǎo)[24]。雖然大鼠肝臟的總UGT 酶活性大于小腸黏膜[25],但由于腸道UGT 介導(dǎo)的偶聯(lián)作用更大,門靜脈中母體Cur濃度極低,導(dǎo)致腸內(nèi)微體的UGT 代謝Cur 的總活性強(qiáng)于肝細(xì)胞,腸細(xì)胞作為Cur 葡萄糖醛酸結(jié)合位點(diǎn)的作用更大。腸細(xì)胞與肝微粒體對Cur 的代謝作用存在種間差異,Cur 在人腸道和肝細(xì)胞質(zhì)中由六氫姜黃素途徑減少的量分別為大鼠相應(yīng)細(xì)胞的18 倍和5 倍[26],基于此,在推斷大鼠Cur 代謝研究以預(yù)測人類代謝時(shí),必須仔細(xì)考慮這些物種間的差異。
Pip 為桂皮酞胺類生物堿,具有抗氧化、抗癌、抗纖維化、抗炎[27-30]等藥理作用。生理水平(2.5~25 μmol·L-1)的Pip 可以誘導(dǎo)人肝細(xì)胞和腸細(xì)胞中孕激素X 受體(progesterone X receptor,PXR)介導(dǎo)的CYP3A4 和MDR1 表達(dá)[31],而達(dá)到一定劑量時(shí),可產(chǎn)生對多種藥物代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的抑制作用[32-33]。作為一種天然產(chǎn)物,Pip 具有良好的安全性,在與人體正常攝入等量的情況下不會(huì)造成任何不良影響[34]。單次胃內(nèi)和肌內(nèi)給成年雄性小鼠注射Pip 的LD50 值分別為330 mg·kg-1和400 mg·kg-1[35],在急性和亞慢性毒性研究中,Pip在藥理有效劑量下沒有引起任何臨床病理異常。
Fig.1 Enol tautomerism of curcumin
早在1998 年Shoba[36]等人就進(jìn)行了Pip 對Cur口服吸收影響的研究,大鼠和人類單獨(dú)口服Cur 后幾乎檢測不到原型化合物,而當(dāng)與Pip 聯(lián)用后,即每天給予2 g·kg-1Cur 的同時(shí)給予20 mg·kg-1Pip,可分別將大鼠和人類志愿者的Cur 生物利用度提高154%和2 000%。Suresh 等人[37]的研究也得出相似的結(jié)果,每天給予500 mg·kg-1Cur 聯(lián)合20 mg·kg-1Pip 可將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物Cur 吸收率由60%~66%升至78%。
Pip 對Cur 生物利用度的影響作用是多方面的。結(jié)合量子化學(xué)和分子對接技術(shù),Patil 等人[38]的研究表明,Pip 不僅通過與Cur 的烯醇質(zhì)子形成分子間氫鍵從而抑制Cur 的堆疊傾向來增加其溶解度,而且其雙鍵共軛網(wǎng)絡(luò)和多電荷中心提供了與許多酶(例如:UDPGDH、CYP3A4、UGT 等)結(jié)合的最佳結(jié)合位點(diǎn),從而抑制引起Cur 代謝、排泄的酶,增加其生物利用度。許多研究者從細(xì)胞和分子水平證實(shí)Pip 是一種良好的天然生物利用度增強(qiáng)劑。
ABC 跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族由7 個(gè)子家族構(gòu)成,即ABCA-ABCG,大多數(shù) 為膜蛋 白。P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)是目前研究最多的一種跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,由ATP 酶水解提供能量,具有底物廣泛性和生物多樣性等特征。P-gp 能將已經(jīng)吸收的藥物泵出細(xì)胞外,一方面影響藥物的腸內(nèi)吸收,一方面高表達(dá)P-gp 的腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生多藥耐藥性,嚴(yán)重影響化療效果。Singh 等人[39]模擬制備了P-gp 的3D 結(jié)構(gòu)和Pip 的2D 結(jié)構(gòu),并使用Schr?dinger 的Glide 模塊進(jìn)行了核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域的對接分析,證實(shí)了Pip 能與P-gp 結(jié)合ADP、ATP、AMP-PNP 的核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域緊密結(jié)合,從而抑制P-gp的耗能外排活動(dòng)。雖然Pip 能與P-gp 結(jié)合,但Pip 并不是P-gp 的底物。Tang 等人[40]以紫杉醇抗性人卵巢癌細(xì)胞系A(chǔ)2780/Taxol 為模型進(jìn)行了Pip 的細(xì)胞毒性測定,在加入P-gp 抑制劑維拉帕米后,Pip 的半數(shù)最大抑制濃度沒有顯著變化,因此證實(shí)Pip 不是P-gp 的競爭性抑制劑。
Pip 對P-gp 的作用是雙向性的,即:低濃度刺激和高濃度抑制。研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)Pip 的劑量達(dá)到一定量時(shí),不僅能抑制P-gp 等轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性,而且能在長時(shí)間內(nèi)下調(diào)相關(guān)基因的表達(dá)。Li 等人[41]通過對高度表達(dá)P-gp 和乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resistance protein,BCRP)的MCF-7/DOX 細(xì)胞和高度表達(dá)多藥耐藥相關(guān)蛋 白1(multidrug resistanceassociated protein 1,MRP1)的A-549/DDP 細(xì)胞分別進(jìn)行了熒光染料毒性實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞毒性試驗(yàn)和半定量的逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)實(shí)驗(yàn),證明Pip 可以在短時(shí)間內(nèi)抑制P-gp、MRPs 以及BCRP 的活性,并在長時(shí)間的治療中下調(diào)P-gp,MRPs 和BCRP 基因的表達(dá),從而達(dá)到長效的抑制效果。
近年來P-gp 介導(dǎo)的食品-藥物相互作用得到了越來越多的關(guān)注。因此,許多科學(xué)工作者研究了Pip對P-gp 介導(dǎo)的藥物外排的影響,并提供了廣泛的數(shù)據(jù)支持Pip 調(diào)節(jié)P-gp 的功能活性或基因表達(dá)。例如Ashmawy 等人[42]以P-gp 在兔腸道中的表達(dá)量存在區(qū)域差異為依據(jù),采用原位兔腸灌注法,將鹽酸雷尼替丁在腸道不同區(qū)域的吸收差異作為衡量Pip 對P-gp 抑制作用的衡量指標(biāo)。結(jié)果顯示,Pip 顯著增加了鹽酸雷尼替丁在空腸和回腸的吸收。Jin 等人[43]的研究也表明,Pip 通過調(diào)節(jié)P-gp 的活性,對人參皂苷Rh2 的口服生物利用度有深遠(yuǎn)影響。Li 等人的研究[44]表明,與單獨(dú)使用多西紫杉醇(docetaxel,DTX)相比,DTX-Pip 組合使DTX 在MDCK-MDR1 細(xì)胞中的積累顯著增強(qiáng),對腫瘤的抑制作用更加顯著。進(jìn)一步的微陣列分析顯示Pip 不僅能抑制P-gp 以及CYP1B1 基因表達(dá),并且能誘導(dǎo)與炎癥反應(yīng),血管生成,細(xì)胞增殖或細(xì)胞遷移有關(guān)的基因表達(dá)變化。總之,DTX-Pip 組合顯著增加DTX對紫杉烷抗性前列腺腫瘤的抑制作用。
綜上所述,先前的許多研究都強(qiáng)烈支持Pip 可以調(diào)節(jié)p-gp 介導(dǎo)的藥物外排的結(jié)論。
藥物的代謝,也稱為生物轉(zhuǎn)化,在體內(nèi)主要有兩個(gè)步驟:第一步為Ⅰ相反應(yīng)又稱官能團(tuán)反應(yīng),是機(jī)體向母藥引入極性基團(tuán)如—OH、—COOH、—NH2 或—SH等的過程,主要包括藥物的氧化、還原、水解反應(yīng)。催化Ⅰ相反應(yīng)的酶主要為肝微粒體中的細(xì)胞色素P450(cytochromeP450,CYP450),以及存在于細(xì)胞質(zhì)、線粒體、血漿、腸道菌叢中的非微粒體酶。第二步為Ⅱ相反應(yīng)又稱結(jié)合反應(yīng),是母藥或其代謝物的極性集團(tuán)與體內(nèi)一些水溶性較大的內(nèi)源性物質(zhì)結(jié)合的過程,如與葡萄糖醛酸、硫酸、某些氨基酸等結(jié)合,或發(fā)生甲基化、乙?;磻?yīng)。催化Ⅱ相反應(yīng)的酶有許多,其中主要的有葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶、硫酸轉(zhuǎn)移酶、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶、磺基轉(zhuǎn)移酶和乙?;D(zhuǎn)移酶等。
2.2.1 抑制Ⅰ相代謝反應(yīng)
CYP450 為一類亞鐵血紅素—硫醇鹽(hemethiolate)蛋白超家族,因其還原態(tài)與一氧化碳結(jié)合后在450 nm處的特征吸收峰而得名[45]。自P450 酶從小鼠肝臟中被發(fā)現(xiàn)并定義以來[46],關(guān)于P450 酶的研究已有50 多年的歷史。P450 酶可識(shí)別的底物結(jié)構(gòu)類型包括脂肪酸類、甾醇族、萜類、生物堿、多肽類、大環(huán)內(nèi)酯類及芳香族化合物等,催化的反應(yīng)類型更是多達(dá)20 余種。它廣泛存在于動(dòng)植物和微生物體內(nèi),具有底物結(jié)構(gòu)多樣性和催化反應(yīng)類型多樣性的特點(diǎn),主要分布于哺乳動(dòng)物的肝臟和小腸中,在腎臟也有表達(dá)。在細(xì)胞中,細(xì)胞色素P450 主要分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)膜上,是藥物Ⅰ相代謝過程中的關(guān)鍵酶,由其介導(dǎo)的Ⅰ相代謝反應(yīng)是藥物從體內(nèi)被清除的關(guān)鍵限速步驟。
Dalvi[47-48]研究了不同劑量Pip 對大鼠肝臟混合功能加氧酶系統(tǒng)的影響。以100 mg·kg-1或800 mg·kg-1的劑量腹腔注射Pip,可顯著降低大鼠肝細(xì)胞色素P450酶的活性,降低大鼠苯丙二胺-去甲基化酶、氨基吡啶-去甲基化酶和苯胺羥化酶活性。Pip 可能通過以下幾種機(jī)制降低細(xì)胞色素P450 和其他幾種混合功能氧化酶系統(tǒng)的活性,包括直接與這些細(xì)胞色素P450 酶結(jié)合,減弱肝血紅素D-氨基乙酰丙酸合成酶的抑制以及對血紅素加氧酶活性的誘導(dǎo)作用更低[51]。與此相反,當(dāng)灌胃劑量降低至100 mg·kg-1時(shí),大鼠肝微粒體細(xì)胞色素P450、細(xì)胞色素b5、NADPH-細(xì)胞色素c 還原酶、安非他命n-去乙基化酶、氨基嘌呤n-去乙基化酶和苯胺羥化酶活性顯著升高。這些結(jié)果表明,Pip 對單加氧酶的細(xì)胞色素p450 酶介導(dǎo)的活性具有抑制和刺激的雙向作用,這取決于給藥劑量和給藥途徑。在這些研究中,血清山梨醇脫氫酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和異檸檬酸脫氫酶的活性均未顯著提高,提示Pip 不是肝毒性物質(zhì)。
細(xì)胞色素P450 超家族成員眾多,在底物特異性、可誘導(dǎo)性、組織分布、動(dòng)物種類、性別和年齡等方面均存在差異,Pip 對P450 酶系的抑制作用也存在一定的差異性,與酶的種類、分布等有關(guān)。大鼠以25 mg·kg-1的劑量給予Pip 時(shí),在1 h 時(shí)出現(xiàn)對芳烴羥化酶(aryl hydrocarbon hydroxylase,AHH)和7ECDE 的最大抑制,而只有AHH的活性在4 h 內(nèi)回到正常值。同樣,以15 mg·kg-1的劑量給予大鼠Pip,7 天后,7ECDE 的活性受到持續(xù)抑制,而AHH 的活性迅速恢復(fù)[49]。Suhaili 等人利用高通量P450 酶測定試劑盒,使用熒光高通量篩選方法證明了Pip 對四種細(xì)胞色素P450(CYP1A2、CYP3A4、CYP2C9、CYP2D6)均有抑制作用,對CYP3A4 最有效,當(dāng)Pip 的濃度為30 mmol·L-1時(shí),其作用可與CYP3A4 抑制劑酮康唑(5 mmol·L-1)相當(dāng)[50]。因此,Pip 或許會(huì)引起兩種細(xì)胞色素P450 酶的差異抑制,從而相應(yīng)地影響由這些細(xì)胞色素P450 酶代謝的藥物的穩(wěn)態(tài)水平。
2.2.2 抑制Ⅱ相代謝酶
Cur 及其Ⅰ相代謝產(chǎn)物都具有酚羥基和醇羥基的結(jié)構(gòu),極易發(fā)生葡萄糖醛酸化或硫酸化的Ⅱ相結(jié)合反應(yīng)。酚羥基較醇羥基更易結(jié)合葡萄糖醛酸,四氫姜黃素和六氫姜黃素的葡萄糖醛酸化是血漿、組織或細(xì)胞中主要的Ⅱ相代謝產(chǎn)物[51-53]。Ⅱ相代謝后,生成易溶于水且極性高的代謝物(除了甲基化反應(yīng)),以利于將藥物迅速排出體外。
Suresh 等人[54]研究表明,Pip 顯著降低了肝微粒體芳基羥基化酶活性,降低了UGT 活性。當(dāng)Pip 濃度為1·10-6時(shí),n-去甲基化酶活性降低了57%。在體外加入Pip 后,肝微粒體UGT 活性明顯降低36%,肝微粒體NADPH-細(xì)胞色素C 還原酶活性降低了26%。Pip對這些酶的抑制作用在小鼠實(shí)驗(yàn)中得到相似的結(jié)果。Atal 等人[55]研究了口服Pip 大鼠肝芳烴羥化酶(aryl hydrocarbon hydroxylase,AHH)和UGT 活性的抑制作用,在10 mg·kg-1和25 mg·kg-1時(shí),AHH 的活性分別受到50%和80%的抑制,UGT 的活性分別受到36%和55%的抑制??诜? mg·kg-1的Pip 可使環(huán)己巴比妥誘導(dǎo)的睡眠時(shí)間提高約50%,在10 mg·kg-1劑量下提高2.5倍。腹腔注射Pip(2.5 mg·kg-1和5 mg·kg-1)也使環(huán)己巴比妥的睡眠時(shí)間分別增加了70%和220%,氯苯唑胺麻痹時(shí)間增加了50%和140%。Fong 等人進(jìn)行了大鼠腸s9 和Caco-2 細(xì)胞裂解物的孵育研究,證明了Pip(5~1 000 μmol·L-1)可以劑量依賴性方式抑制黃芩素的葡糖糖醛酸化和硫酸化,從而增加其吸收和生物利用度[56]。
UDP-葡萄糖脫氫酶(UDP-glucose dehydrogenase,UDP-GDH)是UDPGA 合成的關(guān)鍵酶,而原位葡萄糖醛酸結(jié)合反應(yīng)的速率受UGT 的絕對數(shù)量及其輔助因子UDPGA 的影響。基于此,Reen 等人和Singh 等人研究了Pip 對大鼠和豚鼠肝、腸UDP-GDH 和葡萄糖醛酸化能力的影響[57-58]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,Pip(10 μmol·L-1)可逆和均等地對小腸和肝臟中UDP-GDH 產(chǎn)生強(qiáng)烈的非競爭性的抑制作用,且Pip 對腸道的作用強(qiáng)于對肝的作用。另外,Pip 在肝和腸中對UGT 不同亞型的抑制活性也不同。在肝臟中,它對UGTlAl 的抑制作用較弱,而對UGT2B1 的活性沒有明顯影響。相比之下,Pip 強(qiáng)烈抑制這些亞型在腸道中的活動(dòng)。
綜上,大量的研究證實(shí),Pip 在一定劑量范圍內(nèi)可對CYP450 酶系和藥物代謝酶中的多種代謝酶產(chǎn)生抑制作用,包括介導(dǎo)Cur 代謝的主要代謝酶CYP3A4 和UGT1A1。
由于Pip 作用于Cur 的吸收代謝過程,通過增加Cur 的生物利用度而發(fā)揮作用,因此,Pip 具有能增加Cur 多方面藥理作用的優(yōu)點(diǎn)。
3.1.1 神經(jīng)保護(hù)作用
天然植物多酚Cur 可通過降低氧化應(yīng)激而具有神經(jīng)保護(hù)活性。許多實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),針對脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)行為和神經(jīng)化學(xué)缺陷[59]、6-羥基多巴胺誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)功能缺陷和神經(jīng)化學(xué)改變[60]、喹啉酸(quinolinic acid,QA)誘導(dǎo)的大鼠興奮性毒性細(xì)胞死亡[61]、3-硝基丙酸誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性[62]、氧化-亞硝化應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥和細(xì)胞凋亡[63]等,Cur 均表現(xiàn)出良好的神經(jīng)保護(hù)作用,并且相關(guān)的行為及分子實(shí)驗(yàn)均表明,在使用Cur 時(shí)聯(lián)合使用0.05~0.2 倍的Pip 能改善實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為、神經(jīng)炎癥和神經(jīng)化學(xué)變化,增加Cur 的抗氧化及神經(jīng)保護(hù)作用。
3.1.2 降脂、預(yù)防結(jié)石作用
膽固醇穩(wěn)態(tài)的破壞通常導(dǎo)致膽固醇膽結(jié)石的發(fā)展,Cur 具有降脂作用,可預(yù)防膽結(jié)石的形成。Li 等人[64]研究了Cur 與Pip 對小鼠高脂肪飲食誘導(dǎo)的膽固醇結(jié)石形成的作用,結(jié)果顯示,與Pip 聯(lián)合可進(jìn)一步降低膽固醇吸收靶點(diǎn)NPC1L1 和膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白2(cholesterol regulatory element binding protein 2,SREBP2)在mRNA 和蛋白水平的表達(dá),減少膽固醇的吸收,顯著增強(qiáng)Cur 的作用,從而防止膽囊結(jié)石的發(fā)展,降低膽汁中血脂和膽固醇的飽和度。此外,Tu 等人[65]發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)使用Cur 相比,聯(lián)合使用Pip 使載脂蛋白AI(apolipoprotein AI,ApoAI),卵磷脂膽固醇?;D(zhuǎn)移酶(lecithin-cholesterol acyltransferase,LCAT),膽固醇7α-羥化酶(cholesterol 7a-hydroxylase,CYP7A1)和低密度脂蛋白受體(low density lipoprotein receptor,LDLR)的活性和基因表達(dá)顯著上調(diào),降低血清和肝臟中總膽固醇(total cholesterol,TC),甘油三酯(triglyceride,TG)和低密度脂蛋白膽固醇水平。綜上,Pip 不僅能影響Cur 對膽固醇吸收靶點(diǎn)的作用,還能通過調(diào)節(jié)體內(nèi)相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、代謝酶以及受體的活性和表達(dá)來起到降脂作用。
3.1.3 對肺和肝臟的保護(hù)作用
研究發(fā)現(xiàn),與單獨(dú)使用Cur 相比,Cur 與Pip 聯(lián)合使用時(shí),可有效地提高Cur 對肺和肝臟的保護(hù)作用。Sehgal 等人以苯并(a)芘介導(dǎo)的小鼠肝、肺損傷為模型,發(fā)現(xiàn)兩者合用將對Cur 的以下作用產(chǎn)生影響,包括調(diào)節(jié)小鼠BaPDE-DNA 加合物(肝和肺)和EROD(肝臟)的活性[66],并通過在肺和肝臟組織中,降低脂質(zhì)過氧化(lipid peroxidation,LPO),蛋白質(zhì)羰基含量(protein carbonyl,PCC)和骨髓微核多色紅細(xì)胞(marrow micronucleus polychromatic erythrocyte,MNPCE)的發(fā)生率,提高谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px),谷胱甘肽還原酶(glutathion reductase,GR),超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD),過氧化氫酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽-S 轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase,GST)的活性水平,8-oxo-dG 水平和防止DNA 損傷,來減弱小鼠肺和肝臟DNA 損傷的抗原毒性作用[67]、增強(qiáng)對小鼠肺中氧化還原失衡的保護(hù)作用[68]以及減弱氧化損傷和致裂性作用[69]。
3.1.4 降血糖的作用
Cur 可降低糖尿病患者的血糖水平,減緩相關(guān)并發(fā)癥。Panahi[70-71]采用隨機(jī)雙盲試驗(yàn)法對100 名年齡在18~65 歲的2 型糖尿病患者進(jìn)行了研究,以100∶1 的劑量比例口服Cur-Pip 制劑90 天后,觀察到患者的血清葡萄糖水平顯著降低,血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶水平也低于安慰劑組。另外,血清瘦素水平,TNF-α和瘦素:脂聯(lián)素比值顯著降低。
3.1.5 其它作用
Peterson 等人[72]觀察到Pip 能增加Cur 對腸道微生物種類和豐度的影響作用,另外Pip 也能增加Cur 對心臟[73]和肌肉[74]的保護(hù)作用。
然而也有研究顯示,與Pip 聯(lián)用對Cur 的藥理作用并沒有顯著的增加作用。Volak 等人[75]設(shè)計(jì)了Cur 與Pip 聯(lián)合用藥的人體試驗(yàn),在給8 名人類志愿者口服咪達(dá)唑侖(CYP3A 探針),氟比洛芬(CYP2C9 探針)或?qū)σ阴0被樱║GT 和SULT 雙重探針)之前,在2 天內(nèi)口服給予標(biāo)準(zhǔn)化的類Cur/Pip 制劑(4 g Cur 加24 mg Pip)4 次。與安慰劑相比,Cur/Pip 處理對三種探針?biāo)幬锏难獫{峰濃度,曲線下面積,清除率,消除半衰期或代謝物水平?jīng)]有產(chǎn)生有意義的變化,證明短期使用這種Pip 增強(qiáng)的類Cur 制劑不太可能導(dǎo)致涉及CYP3A,CYP2C9 或與對乙酰氨基酚結(jié)合的UGT 和SULT 的臨床顯著相互作用。
Junpeng 等人[76]、Hlava?ková 等人[77]和Preeti 等人[78]進(jìn)行的相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也得出了相似的結(jié)論,綜合考慮,Pip 對Cur 生物利用度的增加作用可能與給藥劑量及給藥方式等因素有關(guān)。Zeng 等人就進(jìn)行了相關(guān)的研究,他們將Cur 與Pip 以不同劑量比(1∶1~1∶100)灌胃給予SD 大鼠或?qū)Υ笫筮M(jìn)行胡椒堿預(yù)處理(0.5~8 h)操作,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Cur 與Pip 的劑量比為20∶1,預(yù)處理時(shí)間為6 h 時(shí)效果最理想,即Pip 預(yù)處理時(shí)間依賴性地通過UGT 和SULT 的可逆和選擇性抑制來改善Cur 的生物利用度[79]。
采用納米級(jí)載體材料構(gòu)建的新型藥物傳遞系統(tǒng)具有提高藥物生物利用度,改變藥物釋放速率及體內(nèi)分布,提高藥物生物膜通透性及治療局部藥物濃度等特點(diǎn)。新型納米劑型的發(fā)展為克服Cur 的固有缺點(diǎn)提供了新思路,研究證實(shí),納米膠束、脂質(zhì)體、自微乳等新型藥物遞送系統(tǒng)均能有效改善Cur 的水溶性及生物利用度。將Cur 與Pip 共同裝載于新劑型中能綜合新劑型與Pip 對Cur 的作用,進(jìn)一步提高Cur 的藥理作用。
3.2.1 自微乳
Li 等人設(shè)計(jì)了負(fù)載Cur 與Pip 的自微乳化藥物遞送系統(tǒng)(Cur-Pip-SMEDDS),微乳液滴的平均尺寸為15.33 nm,SMEDDS 對Cur 和Pip 的載藥 量分別為40.90 mg·g-1和0.97 mg·g-1,藥物包埋效率分別為94.98%和90.96%。結(jié)果表明,Cur-Pip-SMEDDS 可顯著提高Cur 的溶解度和穩(wěn)定性[80]。該制劑通過灌腸給藥方式給予患有急性潰瘍性結(jié)腸炎的雄性balb/c 小鼠(姜黃素:100 mg·kg-1、胡椒堿:2 mg·kg-1),其治療效果與5-氨基水楊酸相當(dāng)[81]。
3.2.2 脂質(zhì)體
Tang 等人通過乳化蒸發(fā)-低溫固化法,以生育酚聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)和Brij 78 為載體材料,制備了Cur 和Pip 共載的固體脂質(zhì)納米顆粒(solid lipid nanoparticle,SLN)。該劑型的平均粒徑為130.8 nm,對Cur 和Pip 的平均EE 值分別 為(87.4±0.6)% 和(14.7±0.2)%,載藥量 分別為(19.56±0.18)μg·mg-1、(3.26±0.05)μg·mg-1[82]。以紫杉醇抗性人卵巢癌細(xì)胞系A(chǔ)2780/Taxol 為細(xì)胞模型進(jìn)行了細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)和羅丹明123 外排實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Pip 能顯著增加Cur 的抗增殖作用,并導(dǎo)致羅丹明123 的明顯積累,證實(shí)Pip 能有效增加Cur 的生物利用度[40]。該制劑通過TPGS 和Brij78 和Pip 對P-gp 藥物外排系統(tǒng)產(chǎn)生雙重作用,具有治療癌癥MDR 的顯著潛力。
3.2.3 透皮復(fù)合膜劑
Jantarat 等人[83]開發(fā)了一種透皮Cur 遞送系統(tǒng),該系統(tǒng)使用Pip 作為復(fù)合雙層膜的皮膚滲透增強(qiáng)劑;上層由Cur 組成,下層由Pip 組成。該復(fù)合膜具有中等的機(jī)械強(qiáng)度(15~222 MPa),具有良好的溶脹度(435%)。體外皮膚滲透研究證實(shí),Pip 能增加Cur 的滲透能力。滲透速率與Pip的量有關(guān)。與不含Pip的膜相比,含有7.41%Pip 的復(fù)合膜可使Cur 的滲透速率提高約1.89 倍。
3.2.4 脂質(zhì)立方液晶納米粒
Tu 等人[84]以植烷醇為載體材料,設(shè)計(jì)了Cur 與Pip 共載的脂質(zhì)立方液晶納米粒并利用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM),紅外光譜和小角度X 射線散射(small angle X-ray scattering,SAXS)技術(shù)研究了該納米粒的特征,Cur 和Pip 被封裝在小體內(nèi)部,晶體形式是Pn3m 結(jié)構(gòu)。藥代動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,與Cur 和Pip 的懸浮液相比,立方??娠@著提高口服生物利用度,并主要被脾臟吸收。
3.2.5 微球
Baspinar 等人[85]成功制備了負(fù)載Cur 和Pip 的玉米醇溶蛋白-殼聚糖納米微球,其平均粒徑約為500 nm,并且對Cur(89%)和Pip(87%)具有高包封效率。這種僅由天然化合物組成的納米顆粒制劑顯示出良好的細(xì)胞毒性效果。Ratanavaraporn 等人[86]以明膠(G)和絲素蛋白(silk fibroin,SF)為載體材料制作出具有控釋作用的Cur-Pip 微球。所制備的微球呈圓形,在干燥(194~217 μm)和溶脹狀態(tài)(297~367 μm)下尺寸分布均勻。當(dāng)在生理?xiàng)l件下給予膠原酶溶液時(shí),G 微球在14 天內(nèi)逐漸降解,而混合的G/SF 微球,特別是50/50 和30/70,未降解。G/SF 微球能持續(xù)地釋放Cur 和Pip,延長藥物半衰期,為目標(biāo)部位提供最佳治療濃度,并提高Cur 的生物利用度。
綜上所述,Cur 吸收差、代謝快是生物利用度低的首要原因,Pip 作為一種天然的生物利用度增強(qiáng)劑能顯著增加Cur 的生物利用度,提高其治療效果。目前關(guān)于Pip 增加Cur 藥理作用的機(jī)制研究主要集中于對P-gp與代謝酶的作用,且已深入到分子水平。現(xiàn)已有研究證實(shí)Pip 還能通過以下的途徑影響Cur 的藥理作用,包括改變腸道刷狀緣超微結(jié)構(gòu)[87],刺激空腸黏膜中甘氨酸-甘氨酸二肽酶、亮氨酸氨基肽酶、g-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶和堿性磷酸酶等刷狀緣膜酶的活性[88]等,但這些方面的相關(guān)研究還較少,還需進(jìn)一步研究來證實(shí)Pip 與這些機(jī)制間的相互關(guān)系。將Cur 與Pip 共同裝載于納米級(jí)藥物遞送系統(tǒng)中的雙載藥新劑型是近年來新發(fā)展出的提高Cur 療效的新思路,該系統(tǒng)結(jié)合了Pip 與納米載藥系統(tǒng)對Cur 的雙重作用,能顯著增加Cur 的溶解度,提高Cur 的血藥濃度和治療效果,但該類藥物遞送系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性還需進(jìn)一步的全面研究。