发明内容
本发明要解决的技术问题是为预防或治疗颅内占位性病变和颅内组织器官炎症提供一种新的有效选择。
解决该技术问题的方案为提供了和厚朴酚或其药学上可接受的盐在制备预防或治疗颅内占位性病变和颅内组织器官炎症的药物中的用途。
其中,上述用途中所述的颅内占位性病变为脑部原发性或转移性肿瘤、颅内肉芽肿或颅内脓肿。
其中,上述用途中所述的颅内组织器官炎症为脑炎或脑膜炎。
其中,本发明还进一步地提供了一种预防或治疗颅内占位性病变和颅内组织器官炎症的药物,即为和厚朴酚注射剂,
其中,上述注射剂中各组分的重量百分比为:和厚朴酚0.05~1%,表面活性剂0.1~5%,增溶剂0.1~30%,抗氧化剂0.1~1%,络合剂0.01~0.03%,注射用水余量。
其中,上述注射剂中所述的表面活性剂为吐温80、聚氧乙烯蓖麻油或嵌段式聚醚F-68中的至少一种。
其中,上述注射剂中所述的增溶剂为聚乙二醇、甘油、丙二醇、乙醇或山梨醇中的至少一种。
其中,上述注射剂中所述的抗氧化剂为维生素C。
其中,上述注射剂中所述的络合剂为枸橼酸盐或乙二胺四乙酸盐(EDTA盐)。
其中,上述注射剂中所述的颅内占位性病变为脑部原发性或转移性肿瘤、颅内各种肉芽肿或颅内脓肿中的至少一种。
其中,上述注射剂中所述的颅内组织器官炎症尤其为脑炎或脑膜炎中的至少一种。
其中,上述注射剂中进一步还添加有脑部抗肿瘤药物。
优选的,上述脑部抗肿瘤药物为卡氮芥。
本发明还提供了一种抗脑部肿瘤的药物组合物。该药物组合物是以有效量的和厚朴酚和有效量的卡氮芥为主要活性成分添加辅料制备而成。
本申请通过实验表明,和厚朴酚能很好地穿透血脑屏障,且能够对体内颅内占位性病变具有预防和治疗作用(如神经胶质肉瘤)。另根据和厚朴酚具有较强的抗炎作用[13-15]以及穿透血脑屏障与血脑脊液屏障的能力,本领域技术人员可以容易得出,和厚朴酚或其药学上可接受的盐能预防或治疗颅内组织器官炎症(如脑炎和脑膜炎)。另外,和厚朴酚与有效量的脑部抗肿瘤药物(如卡氮芥)一起,还对脑部肿瘤的治疗具有协同作用
本发明提供了和厚朴酚或其药学上可接受的盐在制备预防或治疗颅内占位性病变和颅内组织器官炎症的药物中的用途。同时还提供了和厚朴酚与有效量的脑部抗肿瘤药物(如卡氮芥)作为主要有效成分制备的抗脑部肿瘤的药物组合物。均具有很好的效果,为预防或治疗 颅内占位性病变和颅内组织器官炎症提供一种新的有效选择,具有很好的应用前景。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步说明本发明,应该指出的是,这些实施例仅用于说明的目的,不构成对本发明范围的任何限制。
主要试剂与仪器:
和厚朴酚(纯度大于99%)由四川大学生物治疗国家重点实验室分离纯化,其分离制备方法及产物验证参见文献(Lijuan Chen,et al.Rapid purification and scale-up ofhonokiol and magnolol using high-capacity high-speed counter-currentchromatography.Journal of Chromatography A 1142(2007)115-122);
二甲亚砜购买于Sigma(美国)公司;
胎牛血清和胰蛋白酶购买于Gibico BRL公司(美国);
酶标仪(Bio-Rad 550)购买于美国Bio-Rad公司;
9L神经胶质肉瘤细胞及人源U251神经胶质瘤细胞购买于美国典型培养物中心(ATCC)。
根据本发明的一个方面。提供了一种和厚朴酚(结构见式I)的注射剂给药后具有穿透血脑屏障与血脑脊液屏障能力的新结果所带来的和厚朴酚的新用途。
式I
实施例一和厚朴酚注射剂的准备
制备了和厚朴酚的一种静脉注射制剂,配方为:和厚朴酚0.2%,Cremophor EL(聚氧乙烯蓖麻油)1.5%,乙醇1.5%,维生素C 0.2%,EDTA二钠盐0.03%,水余量。
制备方法:精密称取药物,加入Cremophor EL和乙醇,搅拌至药物完全溶解,加入维生素C和EDTA二钠盐的水溶液,搅拌均匀,加入注射用水至规定量,搅拌均匀至澄清,用稀盐酸或稀氢氧化钠调节pH值至中性。滤过,灌封,灭菌。
实施例二和厚朴酚注射剂经静脉途径给药后其穿透血脑屏障与血脑脊液屏障试验
实验室方法:体重为220-260g的雄性SD大鼠(来源于四川大学华西动物房)30只,6只供进行血浆中药物浓度-时间曲线测定试验,另取24只用于5分钟,10分钟,60分钟和120分钟四 个时间点(每个时间点各6只)的脑和脑脊液中药物浓度测定试验。6只大鼠经麻醉后,仰卧固定,行右侧颈总动脉插管;尾静脉给予和厚朴酚20mg/kg体重,注射剂按实施例一中制备的厚朴酚注射剂,记时,分别于0分钟,5分钟,10分钟,15分钟,30分钟,45分钟,60分钟,90分钟和120分钟收集血,低温离心,获得血浆。HPLC分析血浆中药物浓度,试验结果见图1。另取24只大鼠,尾静脉给予20mg/kg体重的和厚朴酚注射剂,在5分钟,10分钟,60分钟和120分钟收集脑与脑脊液。
具体收集方法:分别在四个时间点,麻醉大鼠,用含5U/mL肝素的Krebs-Henseleit(118mMNaCl,14.7mM KCl,2.5mM CaCl2,1.2mM MgSO4,1.2mM KH2PO4,25mM NaHCO3,10mMD-葡萄糖,pH 7.4)缓冲盐灌流,灌流后将大鼠头部固定在固定架上,头颈部剪毛、消毒,沿后正中线注射适量生理盐水(有压迫止血作用),切一纵行切口(约2cm),用剪刀钝性分离颈部背侧肌肉。最深层附着在骨上的肌肉用手术刀背刮开,缓慢进行,以避免出血,轻刮附着于寰枕筋膜上的组织后,可直视下可看到枕骨大孔及脑组织,将儿科5号头皮针(后连接1ml微量注射器,保证不漏气)针尖从枕骨大孔侧后方呈30度朝向小脑延髓池,缓慢穿透寰枕筋膜进针(保证一次进针成功,否则再次穿刺后,抽吸脑脊液时,可从第一个孔进入空气,或者脑脊液直接通过一个孔流出,无法再穿刺抽吸脑脊液),针尖完全进入后即可直接缓慢抽取脑脊液,若未见脑脊液流出,可轻微旋转针体;若发现筋膜塌陷,可停止抽吸,稍等片刻,待脑脊液再次充满枕大池时,再缓慢抽取,经过缓慢反复收集脑脊液。随后大鼠经断颈,分离软脑脊膜和脉络丛,收集脑组织。同时收集30分钟时间点的心,肝,脾,肺和肾。
分别HPLC方法测定脑脊液,脑组织和各个脏器中药物浓度。脑脊液与脑组织中药物浓度见表1,Cb/Cp比值见表2,血浆,脑与各个组织在30分钟时的药物量见图2。
表1.各时间点大鼠脑脊液与脑组织中和厚朴酚浓度(n=6).
表2.各时间点大鼠脑中平均浓度与血浆中平均浓度及比值(n=6).
|
5分钟 |
30分钟 |
60分钟 |
120分钟 |
血浆(μg/mL) |
9.30 |
2.41 |
1.05 |
0.54 |
脑(μg/g) |
11.97 |
6.13 |
2.69 |
1.47 |
Cb/Cp(比值) |
1.29 |
2.54 |
2.56 |
2.72 |
实验证明,和厚朴酚能很好地穿透血脑屏障,其Cb/Cp(药物在脑中浓度与血浆中浓度之比)在5分钟,30分钟,60分钟以及120分钟分别高达1.29,2.54,2.56和2.72.这比用 于脑部肿瘤治疗的药物紫杉醇或顺铂高出近100倍。
此外,体内组织分布试验发现:进入脑中的和厚朴酚量是进入肺中的约30%,是进入肝中的约67%,而比进入其它脏器的量都要高。
同时试验也发现,和厚朴酚能很好地穿透血脑脊液屏障。其穿透血脑脊液屏障进入脑脊液的含量在5分钟时是血浆中和厚朴酚含量的11.39%,在30分钟时是血浆中和厚朴酚含量的24.98%,在60分钟时是血浆中和厚朴酚含量的9.05%,在120分钟时是血浆中和厚朴酚含量的9.81%。
实施例三和厚朴酚抑制鼠源9L神经胶质肉瘤细胞及人源U251神经胶质瘤细胞的体外增殖试验
实验室方法:鼠源9L神经胶质肉瘤细胞及人源U251神经胶质瘤细胞分别培养在96孔板中,平板接种密度为5×104/mL,细胞贴壁后,加入不同浓度(0~32μg/mL)和厚朴酚,以新鲜DMEM培养基作空白,孵化24小时后采用MTT法测定在570nm处测定吸光值,计算出IC50。结果见图3(A,C),其中和厚朴酚对鼠源9L神经胶质肉瘤细胞IC50为15.61μg/mL,而对人源U251神经胶质瘤细胞IC50为16.38μg/mL。
实施例四和厚朴酚诱导鼠源9L神经胶质肉瘤细胞及人源U251神经胶质瘤细胞的体外凋亡试验
实验室方法:鼠源9L神经胶质肉瘤细胞及人源U251神经胶质瘤细胞分别培养在6孔板中,细胞贴壁后,加入16μg/mL和厚朴酚,以生理盐水作空白,孵化24小时后,收集细胞,用PBS冲洗两次,与1mL低渗的采用荧光色素溶液(含50ug的propidium iodide,0,1%枸橼酸钠和0.1%Triton X-100)混匀。采用流氏细胞术方法测定细胞凋亡。结果见图3(B,D),其中和厚朴酚对鼠源9L神经胶质肉瘤细胞的凋亡率为30.21±3.98%,对人源U251神经胶质瘤细胞的凋亡率为29.36±4.51%。
实施例五和厚朴酚对9L神经胶质肉瘤原位肿瘤模型的体内药效学试验
实验方法:体重为200-220g的雄性Fisher 344大鼠,经麻醉后,颅内注射鼠源9L神经胶质肉瘤细胞(5×104个细胞),7天后经核磁共振成像(MRI)确认原位肿瘤形成。然后将动物分为两组(每组6只动物):第一组尾静脉给予不含和厚朴酚的注射剂作对照;第二组尾静脉给予和厚朴酚的注射剂(每次20mg/kg体重)。每周给药两次,共给予三周。采用MRI每4天测定一次肿瘤体积,共测定22天,分别计算肿瘤体积变化情况。继续观察动物死亡情况至40天,当肿瘤体积大至250mm3时被认为动物死亡。结果见图4(A)和图5(A),其中22天时和厚朴酚对9L肿瘤的最大抑瘤率高达52.77%,和厚朴酚给药组动物生存率延长5天。
实施例六和厚朴酚对U251神经胶质瘤皮下肿瘤模型的体内药效学试验
实验方法:体重为18-22g的雌性无胸腺裸鼠,在右侧背部经皮下注射人源U251神经胶质瘤细胞(5×105个细胞),当肿瘤体积长至约30mm3时,将动物分为两组(每组12只,前6只供观察肿瘤体积用,后6只供观察动物生存率用):第一组尾静脉给予不含和厚朴酚的注射剂作对照;第二组尾静脉给予和厚朴酚的注射剂(每次20mg/kg体重)。每周给药两次,共给予三周。每三天用游标卡尺测定肿瘤长和宽,并计算肿瘤体积:体积=0.523×长×宽2。共测定27天,于第27天时每组处死共体积观察的6只动物,取其肿瘤及心,肝,脾,肺,肾和脑固定于中性多聚甲醛中。另外继续观察供生存率观察的动物死亡情况至45天,当肿瘤体积大至4000mm3时被认为动物死亡。结果见图4(B)和图5(B),其中27天时和厚朴酚对人源U251神经胶质瘤的最大抑瘤率高达50.21%,和厚朴酚给药组显著延长动物生存率。
此外,采用免疫组化方法CD31抗体对肿瘤组织进行染色发现,和厚朴酚能显著抑制肿瘤内血管生成,结果见图7。
最后对心,肝,脾,肺,肾和脑进行H&E染色,结果见图8,结果显示和厚朴酚没有导致各组织的病理学改变。
实施例七和厚朴酚脂质体联合BCNU对9L神经胶质肉瘤原位肿瘤模型的体内药效学试验。
实验方法:体重为200-220g的雄性Fisher 344大鼠,经麻醉后,颅内注射鼠源9L神经胶质肉瘤细胞(5×104个细胞),7天后经核磁共振成像(MRI)确认原位肿瘤形成。然后将动物分为五组(每组6只动物):第一组尾静脉给予生理盐水;第二组尾静脉给予空白脂质体;第三组尾静脉给予和厚朴酚脂质体(每次20mg/kg体重);第四组尾静脉给予BCNU(每次10mg/kg体重);第五组尾静脉给予和厚朴酚脂质体(每次20mg/kg体重)联合BCNU(每次10mg/kg体重)。和厚朴酚脂质体每周给药两次,共给予三周;BCNU每周给药一次,共给予两周。采用MRI每4天测定一次肿瘤体积,共测定35天,分别计算肿瘤体积变化情况。继续观察动物死亡情况至60天,当肿瘤体积大至250mm3时被认为动物死亡。结果见图6(B,D,F),其中22天时和厚朴酚脂质体联合BCNU比单独给予和厚朴酚脂质体或BCNU对9L肿瘤具有更强的抑制作用,其与对照组比较抑制肿瘤体积生长至减少体积约6.5倍,而单独给予和厚朴酚脂质体与对照组比较抑制肿瘤体积生长至减少体积约1.94倍,单独给予BCNU与对照组比较抑制肿瘤体积生长至减少体积约3.03倍,和厚朴酚脂质体与BCNU在22天时的协同指数为1.12。和厚朴酚脂质体联合BCNU能使动物生存率延长32天,而单独给予和厚朴酚脂质体能使动物生存率延长7天,单独给予BCNU能使动物生存率延长15天。
实施例八和厚朴酚脂质体联合卡氮芥(BCNU)对U251神经胶质瘤皮下肿瘤模型的体内药效学试验
实验方法:体重为18-22g的雌性无胸腺裸鼠,在右侧背部经皮下注射人源U251神经 胶质瘤细胞(5×105个细胞),当肿瘤体积长至约30mm3时,将动物分为五组(每组10只):第一组尾静脉给予生理盐水;第二组尾静脉给予空白脂质体;第三组尾静脉给予和厚朴酚脂质体(卵磷脂∶胆固醇∶二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000∶和厚朴酚=1∶0.15∶0.24∶0.22,重量比,薄膜超声法制备而得)(每次按和厚朴酚20mg/kg体重计算;第四组尾静脉给予BCNU(每次按BCNU10mg/kg体重计算);第五组尾静脉给予和厚朴酚脂质体(每次按和厚朴酚20mg/kg体重计算)联合BCNU(每次按BCNU10mg/kg体重计算)(备注:和厚朴酚注射4小时后注射BCNU)。和厚朴酚脂质体每周给药两次,共给予三周;BCNU每周给药一次,共给予两周。每三天用游标卡尺测定肿瘤长和宽,并计算肿瘤体积:体积=0.523×长×宽2。共测定27天,继续观察动物死亡情况至65天,当肿瘤体积大至4000mm3时被认为动物死亡。结果见图6(A,C,E),其中27天时和厚朴酚脂质体联合BCNU对人源U251神经胶质瘤的抑瘤率最高。和厚朴酚脂质体联合BCNU给药组在65天时动物仅仅死亡一半,而对照组在33天时动物完全死亡,单独给予和厚朴酚脂质体或BCNU能延长动物生存率但远远没有联合给药效果显著。充分证明了两者的协同作用。
实验结果分析
本申请通过实验证明,和厚朴酚能很好地穿透血脑屏障,其Cb/Cp(药物在脑中浓度与血浆中浓度之比)在5分钟,30分钟,60分钟以及120分钟分别高达1.29,2.54,2.56和2.72.这比用于脑部肿瘤治疗的药物紫杉醇或顺铂高出近100倍。
此外,体内组织分布试验发现:进入脑中的和厚朴酚量是进入肺中的约30%,是进入肝中的约67%,而比进入其它脏器的量都要高。
同时试验也发现,和厚朴酚能很好地穿透血脑脊液屏障。其穿透血脑脊液屏障进入脑脊液的含量在5分钟时是血浆中和厚朴酚含量的11.39%,在30分钟时是血浆中和厚朴酚含量的24.98%,在60分钟时是血浆中和厚朴酚含量的9.05%,在120分钟时是血浆中和厚朴酚含量的9.81%。
本发明通过体外细胞增殖试验发现,和厚朴酚对鼠源9L神经胶质肉瘤细胞的增殖抑制有剂量依赖关系,在24小时内的IC50为15.61ug/mL。和厚朴酚对人源U251神经胶质瘤细胞的增殖抑制也具有剂量依赖关系,在24小时内的IC50为16.38ug/mL。
本发明通过体外细胞凋亡试验发现,在24小时内,和厚朴酚对鼠源9L神经胶质肉瘤细胞的凋亡率高达30.21±3.98%。和厚朴酚对人源U251神经胶质瘤细胞的凋亡率高达29.36±4.51%。
本发明通过F344大鼠体内原位9L神经胶质肉瘤模型试验发现,和厚朴酚在静脉注射22天后,显著地减小了神经胶质肉瘤体积,其抑瘤率高达52.77%(P=0.000)。33天后所有对照 组大鼠都死亡,而此时和厚朴酚给药组大鼠仅仅死亡50%,即能显著延长该模型动物的生存期。
本发明通过裸鼠体内皮下U251神经胶质瘤模型试验发现,和厚朴酚在静脉注射27天后,显著地减小了神经胶质瘤体积,其抑瘤率高达50.21%(P=0.000)。37天后所有对照组小鼠都死亡,而此时和厚朴酚给药组小鼠仅仅死亡33.7%,即能显著延长该模型动物的生存期。
本发明通过对和厚朴酚抗血管生成作用研究发现,和厚朴酚能抑制裸鼠实体瘤的血管生成,生理盐水组与给药组肿瘤组织的血管计数分别为58.6±9.1和29.1±2.3。且对其它心,肝,脾,肺,肾及脑等脏器无明显毒性。
本发明通过F344大鼠体内原位9L神经胶质肉瘤模型试验发现,和厚朴酚脂质体与BCNU在治疗该肿瘤时具有协同作用。
本发明通过裸鼠体内皮下U251神经胶质瘤模型试验发现,和厚朴酚与BCNU在治疗该肿瘤时具有协同作用。
上述实例表明,本发明技术方案为预防或治疗颅内占位性病变和颅内组织器官炎症提供一种新的有效选择,具有很好的应用前景。
[参考文献]
1.Haraguchi H,Ishikawa H,Shirataki N,Fukuda A(1997)Antiperoxidative activity of neolignansfrom magnolia obovata.J Pharm Pharmacol 49:209-212.
2.Kuribara H,Stavinoha WB,Maruyama Y(1998)Behavioural pharmacological characteristics ofhonokiol,an anxiolytic agent present in extracts of Magnolia bark,evaluated by an elevatedplus-maze test in mice.J Pharm Pharmacol 50(7):819-826.
3.Maruyama Y,Kuribara H,Monta M,Yuzurihara M,Weintraub ST(1998)Identification ofmagnolol and honokiol in the anxiolytic extracts of Saiboku-to,an oriental herbal medicine.J NatProd 61:135-138.
4.Kuribara H,Stavinoha WB,Maruyama Y(1999)Honokiol,a putative anxiolytic agent extractedfrom magnolia bark,has no diazepam-like side-effects in mice.J Pharm Pharmacol 51(2):97-103.
5.Kuribara H,Kishi E,Kimura M,Weintraub ST,Maruyama Y(2000)Comparative assessment of the anxiolytic-like activities of honokiol and derivatives.Pharmacol Biochem Behav67(3):597-601.
6.Watanabe K,Watanabe H,Goto Y,Yamaguchi M,Yamamoto N,et al(1983)Pharmacologicalproperties of magnolol and honokiol extracted from Magnolia officinalis:central depressanteffects.Planta Med 49(2):103-108.
7.Hibasami H,Achiwa Y,Katsuzaki H,Imai K,Yoshioka K,et al(1998)Honokiol inducesapoptosis in human lymphoid leukemia molt 4B cells.Int J Mol Med 2:671-673.
8.Yang SE,Hsieh MT,Tsai TH,Hsu SL(2002)Downmodulation of Bcl-XL,release of cytochromec and sequential activation of caspases during honokiol-induced apoptosis in human squamouslung cancer CH27 cells.Biochem Pharmacol 63:1641-1651.
9.Wang T,Chen F,Chen Z,Wu YF,Xu XL,et al(2004)Honokiol induces apoptosis throughp53-independent pathway in human colorectal cell line RKO.World J Gastroenterol10(15):2205-2208.
10.Hirano T,Gotoh M,Oka K(1994)Natural flavonoids and lignans are potent cytostatic agentsagainst human leukemic HL-60 cells.Life Sci 55(13):1061-1069.
11.Bai X,Cerimele F,Ushio-Fukai M,Waqas M,Campbell PM,et al(2003)Honokiol,a smallmolecular weight natural product,inhibits angiogenesis in vitro and tumor growth in vivo.J BiolChem 278:35501-35507.
12.Hu J,Chen LJ,Liu L,Chen X,Chen P,et al(2008)Liposomal honokiol,a potentanti-angiogenesis agent, in combination with radiotherapy produces a synergistic antitumorefficacy without increasing toxici