《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》：Naringenin nanosuspensions embedded glycyrrhizin-based hydrogel ameliorates cholestatic liver injury in mice by inhibiting oxidative stress and HMGB1-mediated inflammation
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本研究开发新型口服递送系统NanoNAR@Glycygel，通过纳米悬浮技术提高橙皮苷溶解性，并利用甘菊糖基水凝胶实现缓释和肝靶向。动物实验证实其显著改善肝损伤小鼠胆汁淤积和病理损伤，抑制HMGB1信号通路并减轻氧化应激，为天然药物递送提供新方案。
李琪琪|邓耀晨|韩晓璐|董宇涵|吴向根|朱伟|闫梅星
中国山东省青岛市青岛大学药学院药理学系，邮编266021
摘要
纳瑞金（Naringenin，NAR）具有显著的肝脏保护作用。然而，其极低的水溶性和口服生物利用度极大地限制了其治疗效果。为了克服这些限制，我们开发了一种新型的口服纳米递送系统NanoNAR@Glycygel，该方法将NAR纳米悬浮液（NanoNAR）嵌入到自组装的甘草苷基水凝胶（Glycygel）中。这种递送系统的设计提高了NAR的溶解度，增强了吸收效果，并提供了协同的肝脏保护作用。在天然生物表面活性剂甘草苷的稳定作用下，NanoNAR的粒径约为230纳米，并在生理相关介质中表现出显著提高的溶解度。由Glycygel形成的水凝胶网络有效包裹了NanoNAR，进一步增强了其溶解度和控制释放行为。药代动力学分析表明，NanoNAR@Glycygel显著提高了NAR的口服生物利用度并增加了其在肝脏中的积累，这证明了纳米化技术与甘草苷水凝胶基质之间的协同作用促进了快速吸收和持续释放。在胆汁淤积性肝损伤小鼠模型中，NanoNAR@Glycygel治疗显著缓解了胆汁淤积和肝脏组织病理损伤，使肝脏形态和血清生化参数恢复到接近正常水平。机制研究表明，HMGB1信号通路参与了这种胆汁淤积性肝损伤过程，而NanoNAR@Glycygel通过抑制这一信号通路发挥了其强大的治疗效果。此外，NanoNAR@Glycygel还降低了丙二醛（MDA）水平并增强了超氧化物歧化酶（SOD）活性，从而减轻了氧化损伤。总体而言，这些发现表明NanoNAR@Glycygel是一种安全、简单且高效的口服递送平台，不仅释放了NAR的治疗潜力，还凸显了基于甘草苷的基质在靶向递送疏水性天然活性物质方面的独特优势。
引言
肝脏是重要的器官，负责代谢、解毒和胆汁分泌，在维持生理稳态中起着关键作用[1]、[2]。肝脏损伤可能导致严重的代谢紊乱和危及生命的并发症。在各种病因中，胆汁淤积性肝损伤以胆汁流动受阻为特征，常伴有炎症和氧化应激，是导致肝脏功能障碍和纤维化的主要因素[3]。全球胆汁淤积性肝病的发病率持续上升，给临床和社会经济带来了日益沉重的负担[2]。目前，奥贝胆酸和熊去氧胆酸（UDCA）是治疗此类疾病的主要批准药物，但它们在改善胆汁淤积性肝损伤方面的效果有限[4]。因此，开发新的肝脏保护剂以预防或减轻胆汁淤积性肝损伤具有重要的治疗意义。
植物中含有丰富的天然活性化合物，具有强大的抗氧化和抗炎特性，对肝脏保护具有显著潜力[5]。许多临床前和临床研究表明这些化合物具有肝脏保护和免疫调节作用[6]、[7]、[8]。然而，尽管这些化合物具有良好的药理特性，但由于溶解度低和口服生物利用度差，其临床应用受到很大限制[9]。纳瑞金（NAR）是一种存在于番茄皮和许多柑橘类水果中的黄酮类化合物，具有强抗氧化、抗炎和肝脏保护作用，因此被视为有前景的治疗候选物[10]。然而，其固有的物理化学特性（包括水溶性差、黏膜渗透性低和口服生物利用度有限）严重限制了其在药物制剂中的应用[11]。
纳米技术已成为提高难溶性天然化合物递送效率的有效工具[11]。多项研究尝试使用多种纳米载体系统（如胶束[12]、包合物[13]和磺丁基醚-β-环糊精/壳聚糖纳米颗粒[13]、[14]）来制备具有增强体外和体内性能的NAR制剂，以提高NAR的溶解度和生物利用度。然而，由于制备过程复杂、载药量低、储存稳定性差以及使用的辅料缺乏监管批准等原因，这些系统中的少数才成功上市。因此，设计一种具有高转化潜力的新NAR制剂尤为重要。
含有药物纳米晶体或纳米级无定形聚集体的纳米悬浮液近年来受到越来越多的关注，因为它们可以通过减小颗粒尺寸来提高难溶性化合物的溶解度和生物利用度[15]。与其他纳米递送系统相比，纳米悬浮液具有多个优势。首先，它们主要由纯药物组成，仅含有少量聚合物或表面活性剂作为稳定剂，从而显著提高了药物载药效率；这种少量的辅料使用减少了毒性风险[16]。其次，纳米悬浮液可以使用湿法研磨等可扩展技术制备，有利于工业化生产。这些优势促进了纳米悬浮技术在制药领域的快速发展，已有几种基于纳米悬浮液的产品上市[17]。然而，实现长期稳定性仍然具有挑战性，因为纳米悬浮液容易发生奥斯特瓦尔德熟化、聚集和晶体生长[18]、[19]。通常通过冻干工艺来确保纳米悬浮液的长期稳定性[16]。然而，冻干过程受到时间、成本和能耗的限制，且该过程本身可能导致颗粒聚集[20]。因此，需要更可行的方法来开发具有长期物理稳定性的纳米悬浮液制剂。
甘草苷是从Glycyrrhiza属植物的根和根茎中提取的主要生物活性成分，其安全性已通过广泛的临床前和临床评估得到证实[21]。甘草苷被广泛应用于制药、营养补充剂和功能性食品中[21]，具有抗炎、抗氧化和抗纤维化作用，这些作用共同促进了肝脏保护并改善了肝脏功能。其抗炎机制类似于糖皮质激素，但没有相关的免疫抑制副作用，使甘草苷在预防和治疗肝炎、肝纤维化和肝细胞癌方面有效[22]、[23]。从结构上看，甘草苷是一种两亲性分子，含有亲水性和疏水性部分，能够自组装成纳米载体，从而提高疏水性化合物的溶解度和分散性。此外，作为一种天然水凝胶剂，甘草苷可以形成超分子水凝胶，为包裹和释放生物活性成分提供稳定且生物相容性的微环境[24]、[25]。重要的是，甘草苷具有天然的肝脏靶向能力，因为肝细胞上存在特定的甘草苷识别受体，使基于甘草苷的系统能够高效地在肝脏中积累并增强治疗效果[22]、[26]。综上所述，基于甘草苷的水凝胶（Glycygel）结合了出色的安全性、生物相容性、肝脏靶向性和载体功能，使其成为生物活性成分的理想口服递送平台。
基于这些见解，我们假设含有NAR纳米悬浮液的Glycygel形式（称为NanoNAR@Glycygel）可以克服NAR的固有局限性，并作为一种有效的药物制剂。在本研究中，首先将NAR制备成纳米悬浮液（NanoNAR），以提高其效率、生物利用度和水溶性，同时利用甘草苷的生物表面活性特性作为天然稳定剂。NanoNAR在Glycygel中得到了充分分散并保持高稳定性。这种甘草苷和NAR的结合预计会产生协同的有益效果。因此，本研究旨在开发一种含有NAR纳米悬浮液的新型甘草苷水凝胶（NanoNAR@Glycygel），作为简单的药物制剂，并随后对其体外物理化学性质进行表征，评估其体内生物利用度，以及其对小鼠α-萘基异硫氰酸酯（ANIT）诱导的肝损伤的保护作用。
材料与方法
所有实验的详细信息见支持性资料。
NanoNAR的优化与表征
为了解决NAR（一种难溶性药物）口服递送的难题，我们将纳米悬浮技术与甘草苷水凝胶基质结合，设计并构建了一种新型的NanoNAR@Glycygel递送系统。通过从NAR到NanoNAR，最终到NanoNAR@Glycygel的逐步制备过程，预期该系统能够提高NAR的溶解度和口服生物利用度（图1A）。
在制备NanoNAR的过程中，使用了稳定剂来确保其稳定性
结论
成功开发了一种新型的水凝胶口服递送系统NanoNAR@Glycygel。将难溶性天然活性化合物NAR的纳米悬浮液（NanoNAR）嵌入到Glycygel中，实现了协同递送，有效克服了NAR的关键限制，包括低溶解度和较差的口服吸收。更重要的是，NanoNAR@Glycygel表现出明显的pH依赖性释放特性。在强酸性条件下（pH 1.5），Glycygel基质表现出强烈的水凝胶化作用
CRediT作者贡献声明
李琪琪：撰写——原始草稿、软件开发、方法学设计、实验实施、数据分析。董宇涵：方法学设计、实验实施。吴向根：资金筹集、概念构思。邓耀晨：方法学设计、实验实施。韩晓璐：方法学设计、实验实施。朱伟：项目管理。闫梅星：撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、资金筹集。
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了山东省自然科学基金（资助编号：ZR2023MH343）、国家自然科学基金（项目编号：82473861）以及广州国家实验室重大项目（项目编号：GZNL2024A03010）的支持。
