孫海燕,羅菊珍,劉 冬
(深圳職業(yè)技術(shù)學院,廣東 深圳 518055)
前文制備了重組降血壓肽(rAHP,序列為VLPVPR)聚乳酸(rAHP-PLA)緩釋微球,并進行了體外釋藥試驗[1],本文選用自發(fā)高血壓大鼠(SHR)為實驗動物模型,研究了該緩釋微球經(jīng)口服和皮下注射兩種給藥方式對大鼠血壓的影響。
rAHP-PLA 緩釋微球,自制[1];rAHP 標準品(序列為VLPVPR,純度≥99%),本實驗室通過基因工程方法制得。
RM6240BD多道生理信號采集處理系統(tǒng),成都儀器廠。
SHR和同源正常血壓(WKY)大鼠,雄性,12周齡,體質(zhì)量250~300 g,購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司,許可證號:SGXK(滬)200920010。
SHR和WKY大鼠單籠喂養(yǎng),自由進水,保持環(huán)境溫度(24±1)℃,相對濕度(60±5)%,光照和黑暗各12 h。大鼠適應(yīng)環(huán)境7 d后,分別測其體質(zhì)量和血壓。SHR收縮壓>180 mmHg、WKY收縮壓<140 mmHg用于實驗。符合實驗要求的SHR按體質(zhì)量和血壓均衡隨機分組,每組8只。
實驗分為口服給藥和皮下注射兩種給藥方式。對于口服給藥,SHR分為空白組、原藥組和微球高、中、低劑量組,分別一次灌胃生理鹽水、rAHP 800 μg/kg,rAHP緩釋微球高、中、低劑量(800,400 和200 μg/kg);對于皮下注射給藥,SHR分為空白組、原藥組和微球高、中、低劑量組,分別一次性皮下注射生理鹽水、rAHP 800 μg/kg,rAHP緩釋微球高、中、低劑量(800,400 和 200 μg/kg);對于 WKY 大鼠,則分為口服空白組、皮下注射空白組、口服微球組、皮下注射微球組共4組,分別一次性口服或皮下注射生理鹽水、口服微球(800 μg/kg)、皮下注射微球(800 μg/kg)。分別測定各組大鼠給藥前后不同時間點的尾動脈收縮壓變化情況[2-3]。
應(yīng)用SPSS1110統(tǒng)計軟件包進行數(shù)據(jù)處理,采用重復測量的方差分析比較各組間給藥前后的血壓變化,組內(nèi)給藥前后的血壓變化采用配對t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
大鼠給藥后不同時間的尾動脈收縮壓變化見圖1。
采用重復測量的方差分析結(jié)果表明,原藥組和微球組給藥前后不同時間大鼠的動脈血壓間存在差異(P<0.01),同時段各給藥組間的血壓變化也存在差異(P<0.01)。微球組給藥后血壓的變化趨勢相同,給藥后不同時間與給藥劑量間無交互作用(P>0.05)。
分別進行分組因素單獨效應(yīng)分析和時間因素單獨效應(yīng)分析表明,與空白對照組相比,原藥組灌胃給予rAHP原藥800 μg/kg 2 h后,SHR血壓降至最低點(152.5 ±7.9)mmHg,此后血壓逐步回升,給藥后8 h,血壓回升至(189.9 ± 8.4)mmHg,和空白組相比無顯著性差異。微球中劑量和高劑量組給藥10 h后,SHR血壓均降至最低點,分別為(173.9±8.9)和(161.5 ±10.6)mmHg。此后血壓逐步回升,在給藥后 36 h,血壓分別回升至(189.4 ±6.8)和(181.2±8.3)mmHg,和空白組相比仍有顯著性差異(P<0.05)。微球低劑量組給藥后,血壓呈現(xiàn)一定的下降趨勢,但和空白組相比無顯著性差異。
以上分析結(jié)果表明,與空白對照組相比,口服給予rAHP-PLA緩釋微球中劑量和高劑量4 h后,開始具有降壓作用(P<0.01),之后隨著給藥時間的延長降壓作用趨于明顯,給藥后10 h血壓降至最低點,至給藥后36 h,依然有降壓作用。與灌胃給予rAHP原藥2 h后降壓效果最強且藥效持續(xù)6 h相比,rAHP-PLA緩釋微球顯著延長了rAHP的作用時間。
圖1 單次口服rAHP-PLA緩釋微球后SHR大鼠血壓變化Fig.1 Changes of SBP after single oral administration of rAHPPLA microsphere
大鼠給藥后0~9 d內(nèi)不同時間的尾動脈收縮壓變化見圖2。
采用重復測量的方差分析結(jié)果表明,原藥組和微球組給藥前后不同時間大鼠的動脈血壓間存在差異(P<0.01),同時段各給藥組間的血壓變化也存在差異(P<0.01)。微球組給藥后血壓的變化趨勢相同,給藥后不同時間與給藥劑量間無交互作用(P>0.05)。
分別進行分組因素單獨效應(yīng)分析和時間因素單獨效應(yīng)分析表明,與空白對照組相比,原藥組皮下注射rAHP原藥800 μg/kg 4 h后,SHR血壓降至最低點(157.5 ±8.4)mmHg,此后血壓逐步回升,給藥后48 h,血壓回升至(186.7 ±8.5)mmHg,和空白組相比仍有顯著性差異(P<0.01)。微球中劑量和高劑量組給藥30 h后,SHR血壓均降至最低點,分別為(173.9 ±6.0)和(158.8 ±8.9)mmHg。此后血壓逐步回升,在給藥后216 h(9 d),微球中劑量組血壓回升至(198.6±6.9)mmHg,給藥后 240 h(10 d),微球高劑量血壓回升至(197.2 ±9.2)mmHg,和空白組相比無顯著性差異(P>0.05)。微球低劑量組皮下注射給藥后,血壓呈現(xiàn)一定的下降趨勢,但和空白組相比無顯著性差異。
由圖2可以看出,皮下注射rAHP標準品4 h后,SHR大鼠的血壓出現(xiàn)最低值,藥效持續(xù)48 h,說明皮下注射rAHP在體內(nèi)迅速起效,之后隨著rAHP的逐漸吸收,藥效進一步持續(xù),但48 h后體內(nèi)藥物濃度減少,藥效逐漸消失。皮下注射rAHP-PLA緩釋微球中劑量和高劑量6 h后開始具有降壓作用(P<0.05),之后隨著給藥時間的延長降壓作用趨于明顯,給藥后20 h時血壓降至最低點,藥效一直分別持續(xù)至給藥后第9天和第10天,表明與rAHP原藥相比,rAHP-PLA緩釋微球顯著延長了作用時間,具有明顯的緩釋效果。
圖2 單次皮下注射rAHP-PLA緩釋微球后SHR大鼠的血壓變化Fig.2 Changes of SBP after single dose subcutaneous injection of rAHP-PLA microsphere
結(jié)果見圖3~4??梢?,單次灌胃及單次皮下注射給予rAHP-PLA緩釋微球后,WKY大鼠的血壓變化與空白對照組相比基本相同,兩者無顯著性差異(P>0.05),表明rAHP-PLA緩釋微球?qū)φ4笫笱獕簾o影響。
圖3 單次口服給予rAHP-PLA微球后WKY大鼠血壓變化Fig.3 Changes of SBP after single oral administration of rAHPPLA microsphere
圖4 單次皮下注射rAHP-PLA微球后WKY大鼠血壓變化Fig.4 Changes of SBP after single dose subcutaneous injection of rAHP-PLA microsphere
隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷發(fā)展,蛋白多肽類藥物已逐漸在疾病預防及治療方面發(fā)揮著越來越重要的作用。但與小分子藥物相比,此類藥物普遍具有穩(wěn)定性差、生物利用度低、體內(nèi)生物半衰期短、極易被生物體內(nèi)的酶分解等缺點,使它們在治療領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大限制。因此,蛋白及多肽類藥物的給藥系統(tǒng)已成為現(xiàn)代藥劑學研究的熱點。目前,可生物降解微球系統(tǒng)被認為是蛋白多肽類藥物劑型的改進方向,如注射用緩釋制劑,口服及鼻腔吸入劑等。臨床研究證明,微球系統(tǒng)不僅能有效防止藥物在體內(nèi)的快速降解,還可以靶向送達體內(nèi)有效部位,達到緩釋目的。本實驗室在利用基因工程方法成功進行了rAHP高效表達的基礎(chǔ)上,利用生物可降解材料制備得到了rAHP-PLA緩釋微球,體外釋放實驗表明,該微球在pH為7.4的磷酸緩沖液中具有較好的緩釋效果[4]。
本文在前期研究的基礎(chǔ)上,研究了口服和皮下注射兩種給藥方式下rAHP-PLA緩釋微球?qū)HR大鼠的降壓作用。實驗結(jié)果表明,口服rAHP-PLA緩釋微球中劑量和高劑量(800和400 μg/kg)后4 h大鼠血壓明顯降低,至給藥后10 h藥效達到最高,且可以持續(xù)36 h。皮下注射rAHP-PLA緩釋微球中劑量和高劑量(800和400 μg/kg)后6 h大鼠血壓明顯降低,至給藥后20 h藥效達到最高,且可以持續(xù)近216 h(9 d)。與單次口服和皮下注射rAHP 800 μg/kg的降壓效果相比,可以明顯延長作用時間,具有顯著的緩釋效果。實驗結(jié)果還表明,單次口服和皮下注射rAHP-PLA緩釋微球?qū)KY大鼠的血壓沒有影響。
微球給藥系統(tǒng)是蛋白多肽類藥物傳輸系統(tǒng)的一個重要的研究方向[5-7]。利用生物可降解聚合物PLA作為骨架材料制備的微球給藥系統(tǒng),能夠調(diào)節(jié)rAHP的釋放速度,且微球的空間位阻能夠防止胃腸道中酶類與降血壓肽的接觸,從而保持了多肽藥物的穩(wěn)定性。有利于促進降血壓肽的吸收,提高生物利用度,達到緩釋的作用。隨著生物和制劑技術(shù)的發(fā)展以及對微球制劑研究的不斷深入,多肽及蛋白類藥物的臨床應(yīng)用前景也必將越來越廣闊。
[1]孫海燕,羅菊珍,劉 冬.重組降血壓肽緩釋微球的制備與體外釋放[J].中國生化藥物雜志,2012,33(4):377-380.
[2]Liu D,Sun H Y,Zhang L J,et al.High-level expression of milk-derived antihypertensive peptide in Escherichia coli and it s bioactivity[J].J Agric Food Che,2007,55:5109-5112.
[3]孫海燕,方科偉,劉 冬,等.基因重組高效表達降血壓肽對自發(fā)性高血壓大鼠的急性降壓效果[J].中華高血壓雜志,2010,18(1):91-94.
[4]魏 剛,陸麗芳,陳 偉,等.重組人生長激素緩釋微球.Ⅰ.制備與體外釋放研究[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2006,37(10):669-673.
[5]武繼民,汪鵬飛,李志宏,等.bFGF-PLGA緩釋微球及其體外釋藥性能研究[J].中國生化藥物雜志,2010,31(1):32-34.
[6]陳慶華,瞿 文.多肽及蛋白質(zhì)類藥物緩釋劑型的研究進展[J].中國藥學雜志,2000,35(3):147-150.
[7]馬明欣,王思玲,蘇德森.蛋白質(zhì)類藥物微粒制劑制備方法研究進展[J].中國生化藥物雜志,2006,27(1):52-55.