《Food Science & Nutrition》:High Bioavailability Resveratrol Delivery System: A Novel Nutritional Strategy for the Prevention and Alleviation of Rheumatoid Arthritis
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本研究报道了一种新型的白藜芦醇-尤特奇E PO固体分散体(RSV-E PO)口服递送系统,旨在解决白藜芦醇(RSV)因水溶性差导致的生物利用度低的问题。该系统通过溶剂法制备,经表征证实可将结晶RSV转化为无定形状态,使其体外溶出度提升约13倍,大鼠口服生物利用度提高2.08倍。在弗氏完全佐剂诱导的关节炎(AIA)大鼠模型中,该制剂展现出剂量依赖性的显著抗关节炎活性,其机制涉及调控关键炎症因子(如TNF-α, IL-6, IL-1β, IL-10)和氧化应激指标(SOD, MDA),并能显著改善关节组织病理学损伤。初步安全性评估显示其肝肾功能指标(AST, ALT, CREA, BUN)稳定,胃组织无显著损伤。该研究为开发高效、安全的RSV营养制剂用于RA的预防与缓解提供了有前景的策略。
引言
类风湿性关节炎(RA)是一种以进行性、对称性关节炎症为特征的自身免疫性疾病,可导致软骨破坏、骨侵蚀和残疾,全球成人患病率约为0.5%–1%。现有药物治疗如非甾体抗炎药、改善病情抗风湿药等,多以控制症状为主,且常伴随显著的全身毒性等不良反应。因此,开发更安全、有效且可负担的用于预防和缓解RA的营养制剂迫在眉睫。白藜芦醇(RSV)是一种源自葡萄、浆果等植物的多酚类化合物,以其抗氧化、抗炎等多种潜在健康益处而闻名,其在RA中的治疗潜力也已成为研究焦点。然而,RSV的疏水性导致其口服生物利用度极低,这严重限制了其实际应用。本研究假设,通过合适的递送系统改善RSV的溶解度和生物利用度,是增强其对抗佐剂诱导性关节炎的预防和治疗效果的关键机制。
材料与方法
本研究旨在开发一种用于预防类风湿性关节炎的高生物利用度白藜芦醇递送系统。采用溶剂法制备了药物-聚合物比例为1:7 (w/w)的RSV-E PO固体分散体。通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行了表征。体外溶出试验在pH 1.2的介质中进行。药代动力学研究在雄性斯普拉格-道利(Sprague–Dawley)大鼠中进行,单次灌胃给予20 mg·kg-1的RSV或等量RSV的固体分散体。抗关节炎疗效在弗氏完全佐剂(CFA)诱导的关节炎(AIA)雄性Wistar大鼠模型中进行评估,设置了对照组、模型组、阳性药吲哚美辛(Indo, 5 mg·kg-1)组、纯RSV(20 mg·kg-1)组以及三个剂量(等效RSV 10, 20, 40 mg·kg-1)的RSV-E PO固体分散体组。评估指标包括足爪肿胀体积、血清炎症细胞因子(IL-6, TNF-α, IL-1β, IL-10)和氧化应激生物标志物(SOD, MDA)水平、踝关节组织病理学分析(苏木精-伊红(HE)染色)。初步安全性通过监测体重、器官指数、血清肝肾功能指标(AST, ALT, CREA, BUN)以及胃组织病理学进行分析。
结果
3.1 固体分散体的表征
FTIR分析表明,在RSV-E PO固体分散体中,RSV的特征酚羟基峰(3250 cm-1)和E PO的羰基峰(1730 cm-1)均未发生显著位移,表明两者间无显著的化学相互作用。DSC曲线显示,原始结晶RSV在272°C有一个明显的吸热熔融峰,而在固体分散体中该峰完全消失。XRD图谱进一步证实,原始RSV在4°–60° (2θ)范围内显示出明显的晶体衍射峰,而固体分散体则呈现典型的无定形晕圈图案。这些结果共同证明,在固体分散体中,RSV从结晶状态成功转变为无定形状态。
3.2 体外溶出试验
在pH 1.2的溶出介质中,原始RSV的溶出极慢,2小时内释放不足10%。相比之下,RSV-E PO固体分散体表现出显著改善的溶出行为,在10分钟内即达到最大释放,超过80%的RSV被释放出来,溶出度较原始RSV提高了约13倍。但固体分散体未能将最大释放百分维持长时间,表明可能发生了药物从过饱和溶液中的重结晶。
3.3 药代动力学研究
大鼠口服给药后的药代动力学参数显示,与原始RSV相比,RSV-E PO固体分散体显著提高了系统暴露量。固体分散体的血药浓度-时间曲线下面积(AUC(0–12h))为1120.9 ± 99.0 ng·mL-1·h,是原始RSV(538.7 ± 50.1 ng·mL-1·h)的2.08倍,表明白藜芦醇的口服生物利用度提高了一倍。然而,固体分散体的达峰浓度(Cmax, 353.8 ± 44.7 ng·mL-1)和达峰时间(Tmax, 0.28 ± 0.11 h)并未显示出显著增强。此外,固体分散体的血浆浓度-时间曲线呈现出一个独特的双峰现象。
3.4 RSV-E PO固体分散体对AIA大鼠模型的作用
3.4.1 对足爪肿胀的影响
CFA注射诱导模型组出现严重的足爪肿胀、僵硬和轻度溃疡。给予吲哚美辛、原始RSV或RSV-E PO固体分散体预处理均能减轻关节肿胀。RSV-E PO固体分散体的改善作用呈剂量依赖性,中、高剂量组的足爪和踝关节外观接近正常。在相同RSV剂量(20 mg·kg-1)下,RSV-E PO-20组在减少足爪肿胀方面显著优于原始RSV组。即使在较低剂量(RSV-E PO-10),也观察到了显著的抗水肿效果。
3.4.2 对炎症标志物的影响
模型组血清促炎细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6水平显著升高,而抗炎细胞因子IL-10水平显著降低。所有治疗组均能显著逆转这些变化,抑制促炎细胞因子并提升IL-10水平。RSV-E PO-20和RSV-E PO-40组在调节这些细胞因子方面,效果显著优于原始RSV组。
3.4.3 对氧化指标的影响
CFA注射显著提高了模型组血清MDA水平,降低了SOD水平。预处理吲哚美辛、RSV及各剂量RSV-E PO固体分散体均能显著提高SOD水平并降低MDA水平(RSV-E PO-10组对MDA的影响除外)。与RSV组相比,RSV-E PO固体分散体中、高剂量组大鼠血清SOD水平显著更高,高剂量组血清MDA水平显著更低。
3.4.4 对关节组织的组织病理学影响
正常组关节组织染色均匀,关节软骨表面光滑。模型组则显示滑膜明显增厚,结缔组织增生,淋巴细胞和中性粒细胞浸润增加,并存在空腔结构。RSV-E PO固体分散体预处理改善了滑膜增生,减少了炎性细胞浸润。RSV-E PO-40组表现尤为显著,淋巴细胞和中性粒细胞浸润显著减少,空腔结构也明显减少。
3.5 RSV-E PO固体分散体的初步安全性评价
3.5.1 对体重和器官指数的影响
CFA诱导的关节炎从第9天到第21天显著抑制了模型组大鼠的体重增长。所有预处理组(包括RSV和RSV-E PO固体分散体)的体重变化趋势与模型组相似,但无统计学差异。模型组的胸腺和脾脏指数较正常组显著增加,表明免疫激活。而所有药物干预组均能显著逆转这种效应,使器官指数恢复至与正常组相当的水平。
3.5.2 对血清生化参数的影响
模型组及各药物治疗组的关键肝肾功能血清生物标志物(AST, ALT, CREA, BUN)水平与正常对照组相比,均未观察到统计学上的显著变化,表明在测试剂量下,RSV-E PO固体分散体具有良好的安全性,未引起显著的肝肾功能损伤。
3.5.3 对胃的组织病理学影响
正常组、模型组、RSV组及所有RSV-E PO固体分散体组的胃黏膜均表现正常,胃腺丰富且排列整齐。相比之下,阳性药吲哚美辛组显示出明确的胃损伤迹象,包括局灶性黏膜变薄、上皮细胞脱落、轻度黏膜下水肿等。
讨论
本研究成功制备了RSV-E PO固体分散体,其将RSV转化为无定形态,从而极大提高了药物的溶出度和口服生物利用度。增强的生物利用度直接转化为在AIA大鼠模型中更优越的抗关节炎疗效。该制剂的保护作用主要通过调节关键的炎症和氧化应激通路介导,表现为显著降低促炎细胞因子(IL-6, TNF-α, IL-1β)和MDA水平,同时提高抗炎细胞因子IL-10和抗氧化酶SOD的水平。固体分散体在药代动力学中表现出的双峰现象,可能归因于E PO的pH依赖性溶解特性导致的药物在肠道内的沉淀与再溶解,和/或肠肝循环。全面的安全性评估显示,该制剂对肝肾功能指标无不良影响,且对胃黏膜无刺激性,优于传统非甾体抗炎药吲哚美辛。
结论
综上所述,本研究制备的RSV-E PO固体分散体因其高溶出特性,可显著提高白藜芦醇的生物利用度和抗关节炎功效。具体而言,固体分散体使白藜芦醇的生物利用度提高了一倍,且在AIA大鼠模型中,更高剂量展现出增强的抗关节炎作用。此外,血清肝肾功能标志物未升高,提示该制剂具有良好的安全性。这些结果为开发用于RA预防和缓解的高效、安全的白藜芦醇营养递送系统提供了有前景的策略。未来的验证应包括长期毒性研究以及单独使用聚合物载体的对照组,以全面阐明其安全性和载体作用。