基于多层次相互作用网络的夏枯草抗肿瘤有效成分筛选及处方设计

夏枯草(Prunella vulgaris L.)为唇形科植物,具有多种药理作用,研究发现其具有较好的抗肿瘤作用,其水提物已应用于临床,但夏枯草抗肿瘤药效物质基础和分子作用机制尚不清楚。目前夏枯草的制剂大多为汤剂或提取物的简单制剂,由于其成分复杂,无法有效地进行质量评价和控制。本研究采用网络药理学方法筛选得到夏枯草中具有广泛协同抗肿瘤作用的三个代表性化合物,并利用固体分散技术制备多组分缓释制剂,建立了该制剂的体内外检测和评价体系。全文围绕夏枯草协同抗肿瘤作用活性成分筛选及难溶性多组分制剂的体内外评价开展研究,主要分为以下四个部分:1.综述本章主要针对抗肿瘤药物研究现状、中药网络药理学研究、中药难溶性多组分制剂的研究现状以及夏枯草抗肿瘤作用进行回顾总结。首先分析了FDA批准上市的抗肿瘤药物的发展状况,发现多靶点抗肿瘤药物已成为当前研究的热点,并且中药因其多靶点协同作用的特点日渐引起研究者的关注;其次本章总结了网络药理学在中药研究中的进展,为本研究提供方法学支撑;另外本章整理了模型药物夏枯草的抗肿瘤研究进展,为本研究提供了数据基础;最后整理综述了固体分散技术及中药制剂的研究进展,为本研究的难溶性多组分制剂提供理论支撑。本部分内容是与本研究相关的思路和方法学总结,为研究的开展提供重要的参考。2.基于网络药理学的夏枯草抗肿瘤活性成分筛选本章根据与夏枯草和肿瘤疾病相关的化学成分、生物分子(或靶点)等信息构建了夏枯草化学成分—生物分子(或靶点)—肿瘤疾病的多层次相互作用网络,并通过连接度分析和网络模块挖掘解析得到夏枯草中抗肿瘤作用药效成分群。随后利用筛选得到的化学成分的抗肿瘤作用相关通路信息进一步对其协同作用进行考察,筛选得到具有广泛协同抗肿瘤作用的夏枯草代表性化学成分组合,通过MTT细胞实验验证该组合的协同作用并确定最佳协同比例。结果表明,夏枯草中芦丁、槲皮素和熊果酸的组合能够调控多条抗肿瘤通路,且当其加药量均为4μg时就能获得96%的肿瘤细胞抑制效果,可很好地反映夏枯草的抗肿瘤作用。3.难溶性多组分制剂的处方设计本章以体外释放度为指标,对网络药理学筛选得到的夏枯草代表性抗肿瘤成分进行处方设计。由于芦丁、槲皮素、熊果酸均为难溶性物质,本研究采用先对各成分进行速释处方设计,增加其体外释放度,随后选择适合的缓释载体,调控其释药过程的策略以达到各组分平缓释放。本研究考察了两种处方设计思路,第一种是将三种成分分别先增溶后制成缓释固体分散体,然后混合;第二种是将三种成分作为一个整体,共同增溶后制备成缓释固体分散体。通过比较以上两种设计思路的固体分散体的体外释药情况,以提高各组分的释药率和保证其在体外维持较长时间平缓释放为依据最终确定最佳处方为:利用乙醇将三种成分混合溶解,选择PVPK30和EC作为载体,控制药载比是1:6:3,药物与载体的作用时间为30min。三种成分的8h体外释药曲线之间的相似因子均大于50,由此可知,该处方制剂中三个成分能够在体外8h内维持平稳释放。通过DSC和红外波谱证实得到的制剂为固体分散体制剂。4.难溶性多组分制剂的大鼠体内药动学研究本章以SD大鼠为模型动物,建立了制剂中三种成分的体内检测分析方法,考察了该难溶性多组分缓释制剂在大鼠体内的释药情况。结果表明,以三种成分的物理混合制剂作为参比制剂,缓释制剂中芦丁、槲皮素、熊果酸的最大血药浓度分别为:2.920±0.987μg/m L、2.486±0.768μg/mL、1.941±0.852μg/m L均高于原料药(0.933±0.135μg/mL、0.883±0.1002μg/mL、0.919±0.221μg/mL);其半衰期分别为9.219h、11.887h、17.086h较原料药分别延长5.278h、7.426h、11.155h;且制剂后相对生物利用度分别为574.92%、357.77%、306.03%。因此本研究的难溶性多组分缓释制剂具有较好的缓释效果且提高了各成分的生物利用度。为进一步考察三种成分的体内协同抗肿瘤作用提供了可行性。综上所述,通过网络药理学筛选得到中药药效物质并对多组分药效物质进行制剂开发及质量控制的策略可为中药现代化开发提供参考。