牛血清白蛋白对塞来昔布结肠溶解度、黏液渗透和吸收的介导影响

《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》：Bovine serum Albumin-Mediated effects on colonic Solubility, mucus Permeation, and absorption of celecoxib

　　

摘要

以塞来昔布作为模型化合物，在空腹状态模拟结肠液（FaSSCoF）中研究了平衡药物溶解度（S_eq）、利用快速平衡透析（RED）测定蛋白质结合、以及药物透过猪结肠黏液（PCM）的通量和表观渗透性（P_app），并采用大鼠结肠内灌注模型研究其体内结肠吸收情况。研究主要关注牛血清白蛋白（BSA）作为增溶和结合组分的角色，同时加入胆盐（牛磺脱氧胆酸钠，TDC）与卵磷脂及泊洛沙姆407作为比较体系，以评估不同增溶剂类型对塞来昔布渗透性和吸收的影响。BSA对塞来昔布表现出显著的增溶效应，结合比例为1:1 mol/mol，在含有15 mg/mL BSA的FaSSCoF中，将表观S_eq从5.1 μg/mL提高到92 μg/mL。在上述条件下，透过PCM的扩散较不含BSA的FaSSCoF增加约七倍，同时体内结肠吸收增加约四倍。相反，当保持塞来昔布浓度恒定后再向FaSSCoF中添加BSA时，在BSA浓度为1.5 mg/mL的条件下，透过PCM的扩散最多降低十倍，体内结肠吸收减少约30%。这一现象与BSA结合分数的增加以及可用于转运的自由药物浓度降低相一致。当塞来昔布以S_eq溶解于FaSSCoF时，加入TDC与卵磷脂或泊洛沙姆407同样增加了塞来昔布透过PCM的扩散和结肠吸收，但各增溶体系之间未观察到统计学显著差异。总体而言，这些结果表明，结肠液中的增溶组分可显著提高药物溶解度、黏液渗透性和结肠吸收，强调了在评估结肠中药物行为时考虑蛋白质-药物相互作用的重要性。

引言

结肠中的药物吸收对于全身给药以及局部治疗结直肠癌、息肉、溃疡性结肠炎和克罗恩病等病症至关重要[1]。它是缓释制剂将药物递送至远端肠道的一个关键因素。此外，由于小肠吸收不完全，许多药物会无意中到达结肠[2]、[3]。无论药物是通过靶向递送有意到达，还是因吸收不完全无意到达，其从结肠区域的摄取均取决于其溶解度和穿透黏液屏障的能力[4]。结肠环境与小肠明显不同，表现为液体体积更少、黏液层更致密、吸收表面积更小以及微生物群落更密集且更复杂，这些因素均可影响药物溶解度和渗透性。因此，理解结肠中的药物吸收需要了解人体结肠液（HCF）及其组分如何影响溶解度、黏液渗透性和吸收。

HCF是一种复杂的含水液体，含有溶解或分散的电解质、胆盐、碳水化合物、蛋白质、多肽、胆固醇、磷脂以及脂质消化产物如游离脂肪酸、单酰和双酰甘油酯和短链脂肪酸[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。空腹状态下HCF中的蛋白质含量约为10 ± 5 mg/mL[9]。这些蛋白质来源于结肠黏膜和上皮细胞更新、胰腺分泌物以及小肠未消化的蛋白质[9]、[11]、[12]、[13]。其中，白蛋白特别值得关注。据报道，白蛋白可与肠道微生物组组分相互作用，调节肠道环境中的炎症反应，同时作为中链脂肪酸和其他疏水性分子在血浆中的转运蛋白发挥作用[14]、[15]、[16]。在结肠腔内，白蛋白主要来源于杯状细胞的黏膜分泌，是黏液层中主要的非黏蛋白之一。此外，白蛋白可通过肠上皮血浆渗出进入结肠腔，因为血管区和腔室之间存在白蛋白的持续交换[17]、[18]、[19]。尽管白蛋白在结肠中的确切生理作用尚不清楚，但它仍保留了对许多药物的强结合能力，因此其在结肠液中的存在可调节药物结合，从而影响表观溶解度和吸收[11]。

已有少数研究探讨了含有白蛋白的FaSSCoF中的药物溶解度[13]、[20]、[21]。一项研究考察了将牛血清白蛋白（BSA）纳入FaSSCoF能否提高该体系预测HCF中药物溶解度的能力[13]。虽然需要更大规模的化合物样本来证实该方法，但该研究发现，三种测试化合物（酮康唑、氯地孕酮和硝苯地平）在含有4 mg/mL BSA的FaSSCoF中的溶解度比不含BSA的FaSSCoF高出两倍以上。此外，含BSA的FaSSCoF中测得的溶解度值与从抽取的HCF中测得的值更为接近[13]。这些结果凸显了白蛋白对模拟结肠液中药物溶解度的影响，以及由此对结肠吸收的潜在影响。

因此，本研究的主要目的是探讨BSA介导的结合和增溶作用如何影响塞来昔布的结肠吸收。通过研究BSA对FaSSCoF中平衡溶解度（S_eq）、透过黏液层的通量和渗透性以及体内结肠吸收的影响，本研究旨在增进对BSA如何影响结肠药物吸收的理解。此外，采用荧光标记BSA（FITC-BSA）评估BSA分子本身透过结肠黏液的转运情况，为BSA如何促进药物透过黏液层的机制提供进一步见解。此外，采用快速平衡透析（RED）小室进行蛋白质结合研究，以探讨BSA结合的塞来昔布是否能作为储库，释放自由药物分子并可能促进其透过黏液层。

为研究不同增溶剂如何影响结肠黏液渗透性和吸收，纳入了牛磺脱氧胆酸钠（TDC）和大豆来源的磷脂酰胆碱（卵磷脂，约90%）分别作为肠胆汁中胆盐和磷脂的代表，尽管其浓度高于HCF中通常存在的水平。这使得可以在两种天然增溶体系之间进行比较——由胆盐和磷脂形成的混合胶束以及白蛋白介导的药物结合。研究目的是评估塞来昔布在结合态和游离态之间的分配如何影响其透过黏液层的扩散及随后的吸收。此外，还纳入了泊洛沙姆407，一种可形成胶束包裹疏水性分子的非离子型三嵌段共聚物，作为合成参考增溶剂，以评估结肠药物渗透和吸收是否受增溶剂分子特性的影响。

章节摘要

材料

三（羟甲基）氨基甲烷（TRIS）、马来酸、牛胆汁（干燥、未分级牛胆粉）、牛磺脱氧胆酸钠水合物（TDC）、氢氧化钠（NaOH）、棕榈酸、牛血清白蛋白（BSA）、猪胃黏蛋白II型和氯化钠（NaCl）均购自Sigma-Aldrich公司（美国密苏里州圣路易斯）。FITC偶联BSA、异硫氰酸荧光素、快速平衡透析（RED）小室和板均购自ThermoFisher Scientific公司（

BSA对FaSSCoF中塞来昔布S_eq的影响

塞来昔布在FaSSCoF中的S_eq为5.1 ± 0.2 μg/mL，随BSA的加入呈线性增加，在15 mg/mL BSA时达到92 ± 11 μg/mL（增溶18倍）（图2）。线性回归分析显示质量/体积坐标轴上的斜率为5.8，而在摩尔坐标轴上斜率为0.996（R² = 0.995），表明塞来昔布溶解度的增加近似呈1:1的比例关系。观察到的化学计量关系与此前报道的塞来昔布-白蛋白相互作用一致[23]，

结论

本研究证明BSA在调节塞来昔布的溶解度、蛋白质结合动力学、黏液渗透性和结肠吸收方面发挥着重要作用。BSA以线性、浓度依赖的方式提高了塞来昔布的S_eq，与两者之间1:1 mol/mol的结合一致。在各自BSA浓度下塞来昔布在S_eq的增溶将促进其透过PCM层的扩散。数据与BSA促进塞来昔布的作用一致

生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明

在准备本工作期间，作者使用了ChatGPT 5.2进行拼写和语法检查。在使用该工具/服务后，作者对内容进行了审阅和编辑，并对出版内容承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能对本论文报告的工作产生影响。

致谢

本项目获得了欧盟地平线2020研究和创新框架计划下玛丽亚·斯克沃多夫斯卡-居里资助协议第956851号（COLOTAN）的资金支持。

我们感谢位于哥德堡的阿斯利康公司高级药物递送及临床药理学与安全科学部门的员工，感谢他们为我们提供了在其设施中开展部分体内研究的机会。

我们还要感谢Bioneer公司员工Nikolai

Suljovic D|Plum J|Berthelsen R|Scherf-Clavel O|Huhn J|Rades T|Müllertz A