根皮素的生理功能及增溶方法研究进展

2022-05-30 02:51刘建华崔心禹沈建福
食品科学 2022年9期
关键词:酪氨酸衍生物水溶性

夏 琛,刘建华,崔心禹,刘 尧,金 蒙,沈建福,*

(1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院,天然产物与人类健康研究中心,浙江 杭州 310058;2.浙江晟泰茶油科技有限公司,浙江 常山 324200)

根皮素(phloretin,Pht)是二氢查耳酮类化合物[1],分子式为C15H14O5,其结构如图1所示,主要存在于苹果、草莓、梨等果蔬中。大量研究表明,Pht具有抗氧化、抗菌、抑制酪氨酸酶、抑制α-葡萄糖苷酶、降血糖、心血管保护和抗肿瘤等生理功能。不仅如此,Pht还是有效的钠-葡萄糖协同转运蛋白(sodiumdependent glucose transporters,SGLT)1和2以及葡萄糖转运蛋白(glucose transporter,GLUT)1和2的抑制剂[2]。根皮苷(phlorizin,Phz)是Pht的葡萄糖苷,其分子式为C21H24O10,结构如图2所示。虽然Pht和Phz都可用于经皮给药,其具有抗炎性且对由紫外光诱导的皮肤光损伤有保护作用,但Pht在小肠中的吸收比Phz更有效,并能通过尿液更有效地消除,具有更好的体内药代动力学[3]。

图1 根皮素的结构Fig. 1 Structure of phloretin

图2 根皮苷的结构Fig. 2 Structure of phlorizin

1 根皮素的生理功能研究现状

Pht具有多方面的生理功能,在医药领域中,Pht可以作为天然的降糖、心血管保护和抗癌药物等。在化妆品领域中,由于Pht能有效改善金黄色葡萄球菌以及痤疮丙酸杆菌的感染,可用于治疗痤疮并应用于面膜、乳液等护肤品中;Pht可以通过抑制酪氨酸酶阻止黑色素的生成,起到美白的作用,可作为新型天然美白剂应用于化妆品行业;其较强的自由基清除能力、抗氧化能力,可以应用于抗衰老的护肤产品。在食品领域中,Pht已经在GB 2760ü2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中被允许作为香料添加使用,且无明确剂量规定;由于Pht极强的抗氧化性、抑菌性和宽广的抑菌谱,可将其开发为天然防腐剂;此外,由于其拥有众多对人体有益的生理功能,且安全无毒,有望开发Pht功能性食品。

1.1 生物活性

1.1.1 抗菌、抗病毒

目前对Pht抑菌活性的研究已有不少报道,如张英[4]研究显示Pht对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、鼠伤寒沙门氏菌(SalmonellaTyphimurium)等多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑制活性。Wang Guizhen等[5]研究表明Pht不仅可以在体外显著抑制Sortase B蛋白酶,使菌细胞表面蛋白修饰缺陷,从而抑制细菌生长,防止感染,也可以显著降低S.aureus对人肺泡上皮细胞的损伤并减少细胞中的S.aureus菌落数,结果表明,Pht可以用作治疗S.aureus感染的候选药物。Cheon等[6]研究发现Pht能改善痤疮丙酸杆菌感染的皮肤状况,有抗炎、抗菌等作用。Adil等[7]探究Pht以及与Pht-柠檬醛联合使用对酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)的影响,运用棋盘格法研究了柠檬醛与Pht的体外协同作用,实验证明Pht和柠檬醛都能有效抑制S.pyogenes,二者协同作用比单独的抑制作用更强。

Pht还被证实可以显著降低寨卡病毒(zika virus,ZIKV)的侵染量。ZIKV可以通过伊蚊或性传播导致皮疹、发烧、头痛、关节痛、结膜炎等症状,若孕妇在怀孕期间感染该病毒,则会导致胎儿小头畸形和其他先天性畸形[8]。Lin等[9]研究表明Pht通过降低半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)和Caspase-7活性、减少蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(protein kinase B/mammalian target of rapamycin,Akt/mTOR)通路磷酸化来减少病毒侵染量。此外,宿主细胞内可利用的葡萄糖减少也会抑制ZIKV的增殖,该研究为Pht作为抗ZIKV药物的开发提供有力的理论支持。

1.1.2 抑制酪氨酸酶

酪氨酸酶是一种含铜金属酶,是控制人体黑色素产生的主要限速酶,在催化黑色素细胞内黑色素的合成过程中起主要作用,而黑色素的过多产生会导致多种皮肤疾病,Pht是酪氨酸酶的可逆混合型抑制剂,可以通过改变酪氨酸酶的二级结构,阻止酪氨酸酶与底物的结合,从而降低其催化活性[10]。Chen Jianmin等[11]研究表明Pht在低浓度时会使酪氨酸酶活性提高,但随着浓度的上升,对酪氨酸酶的抑制作用增强,半抑制浓度(half-inhibitory concentration,IC50)为169.36 mol/L,Pht的抑制活性虽然低于常见的酪氨酸酶抑制剂曲酸(IC50为83.11 mmol/L),但由于曲酸具有慢性毒性和致癌风险,Pht作为酪氨酸酶抑制剂有更大的应用潜力。

1.1.3 抗氧化

周北斗等[12]采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)方法分析得出天然酚类化合物的抗氧化活性与分子结构中酚羟基、分子内氢键和自然键轨道(natural bond orbital,NBO)电荷数目呈正相关,经过数据分析对比得出Phz的抗氧化活性优于Pht,该分析结果与贺金娜等[13]的研究结果一致。李慧灵等[14]通过比较Pht、三叶苷、柚苷二氢查耳酮、柚苷的抗氧化能力,实验证明Pht的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力以及Fe3+还原能力都为最佳。孙玥等[15]研究了阿魏酸、Pht和水溶性VE的抗氧化能力,结果发现三者2,2’-联氮-二(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)阳离子自由基清除能力大小依次为Pht>阿魏酸>水溶性VE,DPPH自由基清除能力大小依次为水溶性VE>阿魏酸>Pht,Fe3+还原能力大小依次为阿魏酸>水溶性VE>Pht,并以归一值作为整体效应评价指标,采用响应面优化法进行配方优化,确定最优配方为阿魏酸34.9%(质量分数,下同)、Pht 35.1%和水溶性VE 30%。

1.2 生理作用

1.2.1 减轻炎症

Zielinska等[16]研究证明,Pht可以通过减少前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)、白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)以及晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)的形成从而改善肠道炎症的症状。Zhang Zecai等[17]研究证明,Pht可以通过抑制转录因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、toll样受体4(toll-like receptor 4,TLR4)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferatorsactivated receptors-γ,PPARγ)改善硫酸葡聚糖钠(dextransulfatesodium,DSS)诱导的溃疡性结肠炎小鼠的结肠病理损伤,并且减少结肠中的促炎细胞因子数量、降低血清脂多糖水平以及改善大肠杆菌以及乳酸菌的比例,结果表明,Pht可以通过饮食治疗溃疡性结肠炎。Chauhan等[18]研究证明Pht可以下调TLR4信号通路以及抑制一氧化氮和细胞因子的产生,防止巨噬细胞因大肠杆菌感染而引发炎症。

1.2.2 抑制癌症

Wu等[19]研究表明Pht可通过抑制GLUTs从而抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231生长,其在BAKB/c裸鼠乳腺癌模型中也证明其能够抑制癌症增长。Pht可以通过调节细胞中Zerste基因增强子同源物2(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)表达,抑制Akt信号通路,抑制NCI-H1373人肺腺癌细胞增殖并诱导凋亡[20]。Pht对人舌癌Tca8113细胞的体外增殖有明显抑制作用并促进其凋亡,其机制可能与上调B淋巴细胞瘤-2相关蛋白X(B-cell lymphoma-2 associated X,Bax)、细胞色素c(cytochrome c,Cyt c)和Caspase-3的表达,下调B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)的表达有关[21]。Saraswati等[22]研究表明Pht通过靶向SHP-1/STAT3信号通路,抑制血管生成和细胞增殖并诱导细胞凋亡,在体外有效地抑制了肝癌细胞HepG2、SK-Hep1、Hep3B2.1-7、Huh-7以及PLC-5增殖。Hsiao等[23]研究证明Pht可以抑制人子宫金鳞癌细胞的转移和血管生成能力以及癌细胞干性,此外,Pht还被证实通过增加活性氧数量来抑制前列腺癌细胞的增殖和迁移[24],综上,Pht是一种有应用前景的抗癌治疗药物。

1.2.3 预防或缓解糖尿病及其并发症

申洁等[25]比较了苹果叶提取物及主要化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性,其中Pht的IC50为(0.325f0.015)mg/mL,其抑制活性优于Phz(IC50=(4.884f0.591)mg/mL)以及医用降糖药物阿卡波糖(IC50=(1.377f0.050)mg/mL),说明Pht可以作为一种α-葡萄糖苷酶抑制剂,通过延缓肠道内碳水化合物的水解和吸收有效控制餐后血糖。Shen Xin等[26]研究表明Pht和二甲双胍联合治疗链脲佐菌素(streptozocin,STZ)诱导的糖尿病大鼠不仅可以改善二型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠的空腹血糖水平、糖耐量和胰岛素敏感性,还可以减少脂肪堆积,改善肝脏、胰腺中的病理变化。综上可知,Pht是一种可与二甲双胍联合治疗T2DM的潜在物质。Kumar等[27]研究证明,Pht和Phz可以通过抑制细胞周期素依赖蛋白激酶5(cyclin-dependent kinase 5,CDK5)活性从而抑制PPARγ Ser273位点磷酸化,来提高胰岛素敏感性并促进葡萄糖的摄取。近年来SGLT2抑制剂成为了一种新型的降血糖药物,它可以通过抑制肾小管葡萄糖重吸收来降低血糖,这可能也是Pht降血糖的主要途径[28]。

除了降血糖,Pht还可以治疗糖尿病患者常见的并发症,如糖尿病神经病变(diabetic neuropathy,DN)。Balaha等[2]研究证明度洛西汀和Pht能改善STZ诱导的糖尿病模型大鼠坐骨神经组织抗氧化状态,抑制组织炎性细胞因子并消除组织病理改变,其中Pht的作用效果更佳,并且Pht可以改善度洛西汀所引起的糖尿病代谢紊乱以及肝功能障碍。因此,Pht可以单独或联合度洛西汀使用来治疗DN。Zhou Qian等[29]研究证明Pht能与甲基乙二醛(methylglyoxal,MGO)结合,通过晚期糖基化终末产物受体(receptor of advanced glycation end products,RAGE)/p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38 MAPK)/NF-κB信号通路抑制AGEs的合成,从而预防或缓解糖尿病并发症。

1.2.4 保护心血管

针对糖尿病患者的大型心血管实验,恩格列净心血管预后试验(Empa-reg Outcome)[30]、卡格列净心血管评估研究(CANVAS)[31]和达格列净心血管评估研究(Declare-timi 58)[32]结果显示,SGLT2抑制剂恩格列净、卡格列净以及达格列净可以降低主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events,MACE)的风险,改善心血管和肾脏状态,该结果同样适用于非糖尿病患者,因此Pht可能也是一种潜在的心血管保护药物。Xia Yong等[3]通过实验证明低剂量的Pht对STZ诱导的糖尿病Apoe-/-小鼠有一定的动脉粥样硬化保护作用,为Pht作为日常饮食改善糖尿病患者的动脉粥样硬化提供依据。Ying Yin等[33]研究证明,Pht对高糖诱导的糖尿病心肌病损伤具有保护作用,Pht不仅可以通过上调沉默调节蛋白1(sirtuin1,SIRT1)表达来减轻心肌细胞H9C2的损伤,还改善了糖尿病小鼠的心脏生化指标,减缓心肌纤维化。

1.2.5 肝脏以及肾脏保护

高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)是肾脏疾病的重要危险因素,会导致肾脏纤维化。Cui Danli等[34]研究证明Pht可以降低HUA小鼠的尿素氮、尿蛋白以及肌酐含量,通过抑制NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLPR3)炎症小体以及尿酸(uric acid,UA)的重吸收来有效减轻UA引起的肾损伤。胡义阳等[35]研究发现用Pht治疗的MRL/Lpr小鼠肾脏损伤明显减轻,显著降低IL-1β和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α,对狼苍性肾炎有保护作用。左爱仁等[36]以槲皮素为阳性对照,探究了在对乙酰氨基苯酚诱导小鼠急性肝损伤的模型中,Pht对小鼠急性肝损伤的保护作用,实验结果证明,Pht灌胃后的小鼠血清中谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,GPT)、谷草转氨酶(glutamic-oxaloacetic transaminase,GOT)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl transpeptidase,γ-GT)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和总胆红素(total bilirubin,TB)均明显降低,而且通过小鼠肝组织病理学观察发现肝组织病理学病变也得到了明显改善。

1.2.6 其他

除了以上生理功能外,张晓寒等[37]研究了Pht对秀丽隐杆线虫寿命的影响,结果表明,Pht可以显著延长线虫的寿命,当Pht质量浓度为75 µg/mL时,线虫平均寿命延长21.52%。此外,张晓寒等[38]研究了Pht对雌性果蝇寿命的影响,发现Pht可以通过提高机体抗应激能力,维持肠道稳态,延长雌性果蝇寿命,当Pht的浓度为4.6 mmol/L时,雌性果蝇平均寿命延长了23.98%。Pht还可以改善AD模型大鼠在巴恩斯迷宫测试中的记忆能力[39]、改善MPTP诱导的帕金森小鼠[40]。Xu Xiaojiao等[41]研究证明Pht可以通过刺激下丘脑摄食中枢以及抑制胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)以增加胃排空来增加小鼠的进食量。Takeno等[42]研究证明Pht通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/Akt通路来抑制由骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)诱导的成骨发生和矿化。

2 Pht应用过程中存在的问题及解决办法

Pht具有广泛的生理功能,在食品、化妆品、保健品、药品等领域都有很好的市场前景,但是Pht在这些领域的应用却常常受到限制,存在以下问题:1)Pht的分子结构使其分子间存在强烈的氢键作用,从而导致其水溶性较差(室温条件下,在水中的溶解度仅为(21.34f0.67)µg/mL)[43],一般认为当物质溶解度低于100 µg/mL时,不能有效发挥其生物活性[44];2)Pht的生物利用度较低,一般难溶性药物的口服生物利用度也较低。这些问题使得Pht的应用受到限制,因此,想要拓宽Pht的应用领域迫切需要提高其溶解度。目前国内外针对Pht增溶的手段不多,主要包括化学修饰法和物理修饰法。

2.1 化学修饰法

研究者以Pht为原料,对Pht A、B环的酚羟基以及酮羰基进行化学修饰,以获得利用价值更高的Pht衍生物,如Pht糖苷类衍生物、Pht席夫碱类衍生物等。虽然Pht经化学修饰后抗氧化或抑制酪氨酸酶等活性提高,但其作用机制、对其他生物活性的影响以及安全性仍需进一步研究,光照稳定性等问题也仍需解决,因此Pht的化学衍生物在实际中应用仍需更多研究的支持。

2.1.1 糖苷化

Pht在根皮苷-2-O-糖基转移酶(phlorizin 2-O-glycosyltransferase,P2-GT)及二磷酸尿苷葡糖(uridine diphosphate glucose,UDP-glucose)的作用下生成Phz,其合成路线如图3所示[45]。相较于Pht,Phz的抗氧化能力增强,但是Phz口服吸收率低,而且在小肠中易受Phz水解酶的影响分解生成葡萄糖,在胃肠道内不稳定。且有研究表明,Phz也是SGLT1和SGLT2的抑制剂,但对二者的选择性不高[46],而肾对葡萄糖重吸收的90%都是通过SGLT2转运蛋白转运,这使得Phz无明显降血糖作用。

图3 根皮苷的合成路线[45]Fig. 3 Synthesis of Phz[45]

因此,为了提高化学稳定性及其对SGLT2的抑制作用,研究者不断对Pht及其糖苷类衍生物进行化学修饰,最终合成了稳定性好、对SGLT2选择性高的Pht衍生物,并作为治疗T2DM的治疗药物,如恩格列净(图4)、达格列净(图5)等。

图4 恩格列净的结构Fig. 4 Structure of empagliflozin

图5 达格列净的结构Fig. 5 Structure of dapagliflozin

2.1.2 醚化

Wei Lina等[43]通过引入亲水基团胺乙基生成Pht胺乙基醚(合成路线如图6所示),其水溶性相较于Pht提高430 倍,且具有较好的抑菌能力,30 d的经口亚急性毒性实验结果表明,其属于实际无毒物,适合开发为一种新型食品防腐剂或保鲜剂[46]。

图6 根皮素胺乙基醚的合成路线[43]Fig. 6 Synthesis of aminoethyl-Pht[43]

Wang Li等[47]对Pht进行烷基醚化修饰,合成路线如图7所示,合成的Pht烷基醚可以抑制人肺癌细胞SPC-A1、人乳腺癌细胞MDA-MB-231、人食道癌细胞EC10等多种癌细胞的增殖,且在MDA-MB-231细胞中的抑制作用强于抗肿瘤药物多西他赛,因此该衍生物作为新型抗癌药物有很广阔的发展前景。

图7 根皮素烷基醚的合成路线[47]Fig. 7 Synthesis of Pht alkyl ethers[47]

2.1.3 酯化

李翠萍等[48]以阿魏酸(ferulic acid,FA)和Pht等为原料,通过引入阿魏酸来提高修饰物的药效作用(合成路线如图8所示),并合成了3种根皮素乙酰阿魏酸酯Pht-A、Pht-B及Pht-C,同时测定其抗氧化能力,其中DPPH自由基清除能力依次为FA>Pht-B>Pht-C>Pht>Pht-A。

图8 3种根皮素乙酰阿魏酸酯的合成路线[48]Fig. 8 Synthesis of three Pht acetylferulic acid esters[48]

2.1.4 席夫碱化

酰腙类衍生物、缩氨基硫脲类衍生物及氨基酸型席夫碱等物质因具有抗氧化、杀菌、抗炎症、抗肿瘤等生理功能,在医学、化学、农学等领域应用广泛。

左爱仁[49]以Pht和异烟肼为原材料,合成根皮素异烟酰基腙(合成路线如图9所示),并比较了其与Pht、槲皮素的DPPH自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力以及脂质过氧化活性,结果表明,活性由强到弱依次为根皮素异烟酰基腙>槲皮素>Pht,但是异烟酰基腙衍生物对酪氨酸酶的活力显著低于Pht(P<0.05)。

图9 根皮素异烟酰基腙的合成路线[49]Fig. 9 Synthesis of Pht isonicotinyl hydrazones[49]

杜鹏[50]以酰肼和Pht为原料生成根皮素酰腙衍生物(合成路线如图10所示),生成的3种酰腙的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力显著大于Pht,通过研究三者与Pht对酪氨酸酶抑制能力发现,与Pht一样,其酰腙衍生物均是酪氨酸酶的混合型可逆抑制剂,其中酰腙2及3对酪氨酸酶的抑制活性强于Pht。

图10 根皮素酰腙衍生物的合成路线[50]Fig. 10 Synthesis of Pht acyl hydrazones[50]

许宾宾[51]以氨基硫脲分子取代了Pht的羰基氧原子,生成缩胺基硫脲席夫碱(合成路线如图11),明显改善了水溶性,并表现出更强的抗氧化性以及酪氨酸酶抑制活性。

图11 3种根皮素缩胺基硫脲席夫碱的合成路线[51]Fig. 11 Synthesis of three Pht thiosemicarbazone Schiff bases[51]

万平红等[52]以Pht为母体,通过半合成法引入蛋氨酸残基(合成路线如图12所示)从而提高Pht的水溶性、抗氧化活性。生成的根皮素蛋氨酸席夫碱安全无毒(半致死量高于5 000 mg)并且可以抑制巴氏杀菌奶中微生物的增殖,有望开发为一种新型的食品添加剂。虽然其在不同pH值介质中的稳定性有所提高,但光照稳定性仍需改善。

图12 根皮素蛋氨酸席夫碱的合成路线[52]Fig. 12 Synthesis of Pht methionine Schiff bases[52]

2.1.5 乙酰化

弥乐[53]通过Pht与乙酸酐加热回流合成乙酰化根皮素(合成路线如图13所示),经药物代谢动力学研究发现Pht乙酰化后在体内分布更均衡,在器官中的作用时间更长,对心脏的靶向性增强,生物利用度提高。

图13 乙酰化根皮素的合成路线[53]Fig. 13 Synthesis of 2’,4’,6’,4-tetra-acetyl-Pht[53]

2.1.6 成盐反应

Shin等[54]用硫酸(质量分数98%)对Pht磺化生成Pht-3’,3-二磺酸盐(合成路线如图14所示),研究表明该衍生物可以减少环丁烷嘧啶二聚体(cyclobutane pyrimidine dimers,CPDs)的形成、谷胱甘肽(glutathione,GSH)的消耗以及由紫外线B(ultraviolet B,UVB)诱导的细胞凋亡,并且对IL-6及PGE2的释放具有抑制作用,其光保护作用与核苷酸切除修复基因的表达上调密切相关,该研究为该衍生物在护肤尤其是皮肤光保护方面的应用提供理论依据。

图14 根皮素-3’,3-二磺酸盐的合成路线[54]Fig. 14 Synthesis of phloretin 3’,3-disulfonate[54]

2.2 物理修饰

近年来,很多研究者采用环糊精及其衍生物包合、固体分散系、纳米载药体系及胶束系对Pht进行了增溶,但是使用的增溶材料可能会限制其可应用的领域,因此,用安全无毒的增溶材料有效地提高Pht的水溶性以及生物利用度至关重要。

2.2.1 环糊精包合物

何晓玲等[55]研究发现Pht能与α-环糊精(α-cyclodextrin,α-CD)形成稳定的包合物,在水溶液中可自组装形成直径为396 nm的纳米粒子。相较于Pht,Pht/α-CD包合物对结肠癌HCT-8细胞的抑制活性显著提高,这可能是因为包合物提高了Pht的水溶性及释放速率从而提高了其抗癌效果。

李姝静等[56]通过冷冻-干燥法成功制备了Pht与甲基-β-环糊精(methyl-β-cyclodextrin,Me-β-CD)、羟丙基-β-环糊精((2-hydroxy)propyl-β-cyclodextrin,HP-β-CD)物质的量比1∶1的包合物,其水溶性增加,抗氧化能力也显著提升,这是因为Pht的酚羟基与环糊精的羟基形成了分子内氢键,增加了羟基化程度,更有利于清除DPPH自由基,但是环糊精也将Pht部分酚羟基包裹在空腔内部,减弱了其与酪氨酸酶分子中Cu2+的螯合作用,这使其抑制酪氨酸酶的作用弱于Pht。Wei Yongqin等[57]制备的Pht-HP-β-CD包合物水溶性较Pht增强5 808 倍,稳定性也显著提高,且还具有一定的DPPH自由基清除能力。

2.2.2 固体分散增溶体系

王凡等[58-59]采用溶剂挥发法制备了负载Pht的甜菊糖苷的固体分散增溶体系,其中Pht以非晶态(无定型形态)分散,因此该体系中Pht能以游离形式存在,这使得Pht更容易与生物活性蛋白相互作用而发挥生物活性。

2.2.3 纳米载药体系

Mariadoss等[60]以壳聚糖为壁材,焦磷酸硫胺素(thiamine pyrophos phate,TPP)为交联剂,成功合成了具有抗癌潜力的Pht纳米粒子。其中Pht以非晶态分散,使用纳米粒子包埋后,增强了细胞摄取以及药物释放,并提高了Pht的生物利用度,对口腔癌KB细胞的体外增殖有明显抑制作用,其作用机理与上调Bax、Cyt c、Caspase-3和Caspase-9表达,下调Bcl-2表达有关。其对由7,12-二甲基苯并[a]蒽(7,12-dimethylbenz[a]anthracene,DMBA)诱导的金黄地鼠口腔癌也有治疗作用[61]。王记莲[62]以小麦醇溶蛋白为载体,阿拉伯胶为稳定剂合成了Pht-小麦醇溶蛋白-阿拉伯胶纳米颗粒,该纳米粒子包封率达到88.9%,并且稳定性增强,耐盐耐酸碱性强。Payne等[63]以Pht乙醇溶液和KAuCl4溶液在一定温度下混合合成Pht-Au纳米粒子,通过此方法合成的Pht纳米粒子对宫颈癌HeLa细胞的抑制作用增强17.45 倍,抑制癌细胞增殖的能力显著增强。

2.2.4 胶束增溶体系

王凡等[58-59]研究发现甜菊糖苷能自组装成典型的胶束结构,并通过将Pht包裹在疏水核中形成负载Pht的甜菊糖苷胶束,并增加其水溶性,且其增溶能力随温度、甜菊糖苷浓度以及搅拌时间的增大而提升。但是胶束结构一定程度上减弱了Pht与生物活性蛋白之间的相互作用,并影响其正常生理功能的发挥。

3 结 语

研究人员围绕着Pht展开了丰富的研究,但Pht的开发应用中仍存在一些问题:1)缺少简单高效的化学修饰方法,且经化学修饰后,在食品领域中的应用可能受到限制;2)环糊精包合物、甜菊糖苷胶束系等增溶方法虽然增强了Pht的水溶性,但是减弱了Pht的自由基清除能力、酪氨酸酶抑制活性以及与其他生物活性蛋白之间的相互作用;3)虽然Pht糖苷类衍生物的降血糖药物已经在国内外上市,但是Pht及其物理或化学修饰物在抗癌、心血管保护等领域仍处于研究阶段,缺少临床数据的支持。

Pht经物理或化学修饰后,其水溶性、稳定性与生物利用度有所改善,除此之外,抗氧化、抑制酪氨酸酶、抗肿瘤等生理活性也有一定的提高。本文对Pht常见的增溶方式及其特点进行总结,希望为今后研究更高效、安全的增溶方法以及开发不同种类的Pht功能性产品提供理论参考和科学依据,随着科研工作者研究的不断深入,Pht在各领域会有更加广阔的应用前景。

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