CN105381470B

CN105381470B - 一种改性染料木素及其应用

Info

Publication number: CN105381470B
Application number: CN201510846378.8A
Authority: CN
Inventors: 安佰超; 杨亚军
Original assignee: Guangdong Medical University
Current assignee: Guangdong Medical University
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2018-11-02
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: CN105381470A

Abstract

本发明提供了一种改性染料木素及其应用，所述改性染料木素通过谷氨酸寡肽修饰，极大地改善了染料木素的脂溶性和水溶性。同时，本发明公开的改性染料木素具有明显的骨靶向性、毒副作用小、剂型制备简单、方便患者自行给药的效果。

Description

一种改性染料木素及其应用

技术领域

本发明属于医药领域，具体涉及一种改性染料木素及其应用。

背景技术

1997年，世界卫生组织将每年的10月20日定位“世界骨质疏松日”。据世界卫生组织的资料显示，骨质疏松的发生率在代谢性骨病中局第二位，仅次于心血管疾病，严重影响中老年人的生命质量。其中，绝经后的女性，由于雌激素缺乏引起骨量减少及骨组织结构变化，导致骨骼脆性增加，易于骨折，以及由骨折引起疼痛、骨骼变形、出现合并症等现象严重地影响老年人的身体健康和生活质量，甚至缩短寿命，绝经后妇女发生骨质疏松的患病率为男性的4倍。

治疗骨质疏松的药物目前主要有：

1)激素类，如：尼尔雌醇、乙炔雌二醇、安宫黄体酮、他莫昔芬、雷洛昔芬、屈洛昔芬等。该类药物在预防和治疗绝经后骨质疏松有较好的效果，但是由于其已确证的和可能存在的副作用及禁忌症使得他们的应用受到限制。

2)二磷酸盐类，口服吸收差，并有胃肠道反应；存在注射局部反应，不宜注射给药，一般需要缓慢静滴。

3)氟化物，可以稳定骨盐的晶体结构，但是对骨组织抵抗破坏的能力没有作用，且长期使用应存在慢性氟中毒的风险。

4)维生素D及其活性代谢物，单独使用效果不佳，并且容易引起尿钙和血钙。

近年来，越来越多的研究表明，染料木素(genistein，简称GS)作为一种异黄酮类植物雌激素，具有改善心血管、调节骨代谢和抗肿瘤等广泛的生物学作用。染料木素具有雌激素样作用，但又无明显毒副作用。在2014年公布的美国国家骨质疏松基金会(NationalOsteoporosis Foundation，NOF)的骨质疏松症断与防治指南中，染料木素是FDA尚未批准但认为可以安全使用的唯一抗防治绝经后骨质疏松症的天然活性物。然而，由于染料木素脂溶性和水溶性差，口服溶出速率慢，首过效应强，生物利用度低，影响了其在体内的吸收。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种改性染料木素及其应用。发明人创造性地使用谷氨酸寡肽对染料木素进行修饰，极大地改善了染料木素的脂溶性和水溶性。同时，本发明公开的改性染料木素具有毒副作用小、有明显的骨靶向性、剂型制备简单、方便患者自行给药的效果。

本发明所采用的技术方案为：一种改性染料木素，所述改性染料木素通过谷氨酸寡肽修饰。所述改性染料木素可简写为GS-(Glu)n。

具体来说，所述谷氨酸寡肽中谷氨酸的数目为4-10个。

进一步具体地，将染料木素与所述谷氨酸寡肽N端通过键合进行改性即得到所述改性染料木素。

发明人作此改性的原理为：骨组织结构特殊，是由矿化部分和有机部分组成的结缔组织。前者主要由磷酸钙组成，其存在形式是羟磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂](HAP)晶体，占机体99％的钙质；后者主要存在于细胞外基质和与骨代谢相关的细胞当中。

因此，HAP是药物向骨组织选择性递送的最佳靶点。1996年，Fujisawa等采用羟基磷灰石(HAP)吸附实验研究发现，非胶原蛋白能够与HAP结合，其可能的结合位点处有重复的氨基酸序列(FujisawaR,et al.BBA-Protein Struct M,1996)。

在此基础上，发明人经过研究实验，发现谷氨酸寡肽与HAP具有良好的亲和力，其作用机制是谷氨酸寡肽所携带的负电荷能够通过离子间相互作用与HAP结构上的钙离子结合。发明人进一步发现，使用谷氨酸寡肽对染料木素进行修饰，利用谷氨酸寡肽对HAP的亲和性和靶向性，在改善染料木素的脂溶性和水溶性的同时，也明显增大了骨靶向性，从而极大增加了生物利用度和疗效。

本发明公开了所述改性染料木素在制备治疗骨质疏松药物中的应用，所述药物为医学上可接受的任意制剂。

作为优选，所述制剂为片剂、胶囊剂、颗粒剂或丸剂。

本发明还公开了一种所述片剂的制备方法，包括以下步骤：

A、预混：将所述改性染料木素、碳酸钙和滑石粉混合均匀，研磨成混合粉；

B、制粒：将所述混合粉、甘露醇和聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液混合均匀，制成混合颗粒；

C、压片：将所述混合颗粒、羟丙甲纤维素、预胶化淀粉和微晶纤维素混合均匀后，压片即可得到所述片剂。

作为优选的技术方案，还包括步骤D、包衣：以醋酸纤维素酞酸脂溶于乙醇，配制成溶液，喷液包衣。

作为优选的技术方案，步骤B中先将所述混合粉和甘露醇混合均匀，再加入所述聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液混合均匀，制成混合颗粒。

为了进一步细化方案，以保证最终片剂的疗效，所述改性染料木素和其他辅料的重量份如下：

所述改性染料木素和其他辅料的重量份如下：改性染料木素40-60份、碳酸钙20-30份、滑石粉10-20份、甘露醇5-15份、聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液1-5份、羟丙甲纤维素3-5份、预胶化淀粉25-35份、微晶纤维素15-20份、醋酸纤维素酞酸脂35-50份。

进一步地，所述聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液为3％聚乙烯吡咯烷酮95％的乙醇溶液。醋酸纤维素酞酸酯的乙醇溶液中醋酸纤维素酞酸酯的质量分数为10％。

需要说明的是，3％聚乙烯吡咯烷酮95％的乙醇溶液为：将聚吡咯烷酮溶于体积分数为95％的乙醇溶液溶解，溶解后聚吡咯烷酮的质量浓度为3％；

优选的，步骤A中使用高能纳米球磨机研磨成粒径为150-350nm的混合粉。

需要说明的是，以上参数的选择均是发明人经过药代动力学和药剂学方面的研究和实验得出的，均是为了得到更好的药效或是制剂方便。

本发明的有益效果为：

1、本发明公开了一种改性染料木素使用谷氨酸寡肽对染料木素进行修饰，不仅解决了染料木素脂溶性和水溶性差的问题，同时由于谷氨酸寡肽的性质，所述改性染料木素具有很强的靶向性和生物亲和度。

2、本发明公开了所述改性染料木素在制备治疗骨质疏松药物中的应用，所述药物为片剂、胶囊剂、颗粒剂或丸剂，上述剂型均有制剂工艺成熟和服用方便的优点。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种改性染料木素，将染料木素与谷氨酸寡肽的N端通过键合进行改性即得，所述谷氨酸寡肽中谷氨酸的数目为2、4、6、8或10个。

本发明还公开了所述改性染料木素在制备治疗骨质疏松药物中的应用，所述药物为医学上可接受的任意制剂。

所述制剂为片剂、胶囊剂、颗粒剂或丸剂。以下实施例使用片剂举例：

实施例2

一种所述片剂的制备方法，包括以下步骤：

A、预混：将40g所述改性染料木素、30g碳酸钙和10g滑石粉混合均匀，使用高能纳米球磨机研磨成粒径为350nm的混合粉；

B、制粒：将所述混合粉和5g甘露醇混合均匀，再加入5g的3％聚乙烯吡咯烷酮95％的乙醇溶液混合均匀，制成混合颗粒；

C、压片：将所述混合颗粒、3g羟丙甲纤维素、35g预胶化淀粉和15g微晶纤维素混合均匀后，压片即可得到所述片剂。

实施例3

一种所述片剂的制备方法，包括以下步骤：

C、压片：将所述混合颗粒、3g羟丙甲纤维素、35g预胶化淀粉和15g微晶纤维素混合均匀后，压片；

D、包衣：将35g醋酸纤维素酞酸酯配制10％的乙醇溶液对经压片得到的药片喷液包衣，即得即可得到所述片剂。

实施例4

A、预混：将60g所述改性染料木素、20g碳酸钙和20g滑石粉混合均匀，使用高能纳米球磨机研磨成粒径为150nm的混合粉；

B、制粒：将所述混合粉和15g甘露醇混合均匀，再加入1g的3％聚乙烯吡咯烷酮95％的乙醇溶液混合均匀，制成混合颗粒；

C、压片：将所述混合颗粒、5g羟丙甲纤维素、25g预胶化淀粉和20g微晶纤维素混合均匀后，压片即可得到所述片剂。

D、包衣：将50g醋酸纤维素酞酸酯配制10％的乙醇溶液对经压片得到的药片喷液包衣，即得即可得到所述片剂。

实施例5

A、预混：将50g所述改性染料木素、25g碳酸钙和15g滑石粉混合均匀，使用高能纳米球磨机研磨成粒径为200nm的混合粉；

B、制粒：将所述混合粉和10g甘露醇混合均匀，再加入3g的3％聚乙烯吡咯烷酮95％的乙醇溶液混合均匀，制成混合颗粒；

C、压片：将所述混合颗粒、4g羟丙甲纤维素、30g预胶化淀粉和17g微晶纤维素混合均匀后，压片即可得到所述片剂。

D、包衣：将42g醋酸纤维素酞酸酯配制10％的乙醇溶液喷液对经压片得到的药片喷液包衣，即得即可得到所述片剂。

为了验证所述改性染料木素的骨靶向性能和有效性，发明人做了以下检测：

检测例1

本检测例为所述改性染料木素的骨靶向性能体外检测，采用HAP体外吸附试验，对GS-(Glu)n与HAP体外吸附百分率和解离常数进行检测，检测结果如下：

表1 GS-(Glu)n与HAP体外吸附百分率和解离常数

GS-(Glu)_n	吸附百分率(％)	解离常数Kd(μmol/l)
			GS	2.4±0.5	－
n＝4	47.6±2.4*	15.51±0.92
			n＝6	75.2±1.5*	7.16±0.58
n＝8	81.6±1.6*	5.56±0.63
			n＝10	85.5±1.3*	3.12±0.37

表1说明，所述染料木素(即GS-Glu_4-10)与HAP的亲和力好，远高于未经过修饰的染料木素(即GS)的2.4％。并且随着氨基酸残基(n)的数量增加，GS-(Glu)_n与HAP的吸附能力逐渐增大，解离并且释放GS的能力逐渐下降，因此，n＝6或n＝8更加符合骨靶向药物的要求。

检测例2

本检测例为所述改性染料木素的体内靶向性评价，向大鼠静脉分别注射GS和GS-Glu₆(46.3μmol/kg)，并分别检测6小时后的药物在各种组织分布的浓度，检测结果如下：

表2 GS与GS-Glu₆在组织中的浓度测定

分布部位	GS	GS-Glu₆
			肝脏(pmol/g)	4.2±1.7	6.7±2.4
肾脏(pmol/g)	1.5±0.1	3.4±1.5
			股骨(pmol/g)	7.4±2.8	40.8±12.4*
血液(pmol/ml)	2.9±1.3	4.8±0.7

注：*：P＜0.05VS GS组，

表2说明，经过谷氨酸寡肽修饰过的改性染料木素具有很强的靶向性，在股骨部位分布与未经修饰的染料木素相比明显提高。

检测例3

本检测例为所述改性染料木素的安全性和有效性检测，使用MTT法检测前成骨细胞株MC3T3-E1的细胞活力(以OD值表示)，发现在10^-10mol/L～10^-6mol/L浓度范围内，GS和GS-Glu₆作用24小时均不会产生细胞毒性。因此，以10^-6mol/L作为GS和GS-Glu6的作用浓度，采用MTT法检测MC3T3-E1的细胞活力，以证明GS和GS-Glu₆具有相同或近似的效果，检测结果如下：

表3 MTT法检测GS和GS-Glu6对前成骨细胞株细胞活力的影响

注：*：P＜0.05VS空白对照组

表3说明，GS-Glu₆和GS一样，均能够促进成骨细胞的增殖，说明GS-Glu₆具有良好的生物相容性。也就是说，GS不会因为使用谷氨酸寡肽修饰改善其生物亲和力和靶向性的同时，失去其对机体的生理作用。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种改性染料木素，其特征在于，所述改性染料木素由染料木素与谷氨酸寡肽N端通过键合进行改性即得到。

2.根据权利要求1所述的改性染料木素，其特征在于，所述谷氨酸寡肽中谷氨酸的数目为4-10个。

3.权利要求1或2所述的改性染料木素在制备治疗骨质疏松药物中的应用，所述药物为医学上可接受的任意制剂。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述制剂为片剂、胶囊剂、颗粒剂或丸剂。

5.一种基于权利要求4中所述片剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤D、包衣：以醋酸纤维素酞酸酯溶于乙醇，配制成溶液，喷液包衣。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤B中先将所述混合粉和甘露醇混合均匀，再加入所述聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液混合均匀，制成混合颗粒。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述改性染料木素和其他辅料的重量份如下：

改性染料木素40-60份、碳酸钙20-30份、滑石粉10-20份、甘露醇5-15份、聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液1-5份、羟丙甲纤维素3-5份、预胶化淀粉25-35份、微晶纤维素15-20份、醋酸纤维素酞酸酯35-50份。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液为3％聚乙烯吡咯烷酮95％的乙醇溶液。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤A预混中使用高能纳米球磨机研磨成粒径为150-350nm的混合粉。