用于改进关节健康和治疗关节炎的包含山姜属和其它植物提取物的组合物的制作方法

背景技术：

1、骨关节炎(oa)是多因素疾病，其影响整个关节结构，并且特征在于软骨破坏和损失、软组织退化、包括软骨下增厚和骨赘形成的局部骨肥大、不同程度的滑膜炎和关节囊增厚(loeser，2013)。

2、多年来，对于解决症状(尤其是疼痛途径)，已经取得进展，但对于解决驱动oa的发展和进展的关键有害因素并没有取得进展(wenham和conaghan，2013)。来自增强来源的证据的汇集表明骨关节炎不再被认为是预期由于老化而发生的“磨损和撕裂”退行性疾病，或不再被认为是关节炎的“非炎性”形式。例如，使用现代成像技术(例如mri)，滑膜炎症已经显示与oa的严重性和进展的高流行程度相关，并且被认为是疼痛的主要原因(pickering等人，2005；roemer等人，2011)。也有报道称，免疫学变化(例如滑膜中b细胞的浸润和t细胞的活化)不仅参与类风湿性关节炎(ra)的发病机理，而且参与oa的发病机理(qin等人，2007；sakkas和platsoucas，2007)。

3、大量报道已显示，明确地挑选出oa的病因学是难懂的，这指示在疾病的开始和进展中涉及机械和分子事件的多种因素的缠绕的存在。精确地查明疾病起源时间和位置是麻烦的，因为患者经常在已经发生显著结构损伤之后寻求帮助；然而，认为滑膜炎、软骨和半月板退化之间的强相关性已被描述为恶性循环永存oa的一部分(roemer等人，2013)。

4、尽管软骨破坏是定义骨关节炎的主要事件，但是ii型胶原的退化是基本事件，其被认为是与炎症相关的骨关节炎疾病的不可逆进展。关节软骨的进行性退化是oa的标志。关节软骨是无血管的、非神经支配的组织，由致密的细胞外基质(ecm)组成，且具有稀疏分布的高度特异化的细胞，称为软骨细胞。软骨细胞来源于间充质干细胞，并占关节软骨总体积的约2％(alford和cole，2005)。软骨细胞是代谢活性细胞，其在主要由ii型胶原和聚集蛋白聚糖(aggrecan)组成的ecm的发展、维持和修复中起关键作用。胶原是ecm中最丰富的结构大分子，其中ii型胶原占组织中胶原的90％-95％，并形成与蛋白聚糖聚集体缠绕的纤维。蛋白聚糖是高度糖基化的蛋白质单体，代表ecm中第二大组的大分子，并且占高达10％-15％。蛋白聚糖由共价附着有一个或多个线性糖胺聚糖(gag)链的蛋白质核心组成。这些结构为关节软骨提供粘弹性性质和对压迫力的抵抗力。

5、细胞外基质(ecm)的稳态和完整性是关节软骨的正常功能的基础以维持健康关节。若干机械、生物化学和微环境因素可以调节关节软骨的ecm内的软骨细胞的代谢活性。因此，软骨细胞感知的不同合成代谢信号将导致软骨ecm的产生、组构和完整性维持。由于在关节的受影响结构中软骨细胞产生的基质金属蛋白酶(mmp)和蛋白聚糖酶增加所致的异常和分解代谢信号可以将ecm的稳态转移至分解代谢侧并导致ecm降解。这是骨关节炎和类风湿性关节炎的主要特征。已知促炎细胞因子(例如tnf-α、il-1β和il-6)通过级联分解代谢事件在关节软骨中的软骨基质降解中起重要作用，所述分解代谢事件导致刺激聚集蛋白聚糖酶和基质金属蛋白酶(mmp)分泌(kapoor等人，2011)。除了破坏软骨基质稳态和完整性之外，这些共同的分解代谢介质降低软骨细胞对周围合成代谢信号的响应和敏感性，进一步使平衡向分解代谢软骨退化移动，而不是向ecm和软骨的合成代谢重建和更新移动。结果是，具有逆转从分解代谢到合成代谢过程的方向的能力的天然组合物可以用作疾病修饰剂，并具有有益的作用，例如修饰、减缓或逆转关节炎的进展。

6、目前oa的管理是不充分的，因为缺乏证明在阻碍疾病病因和进展中有效的主要疗法。目前主要集中于减少疾病症状(主要是相关疼痛)的药物方法将仅掩盖实际病因，而不是平衡分解代谢-合成代谢稳态，导致对软骨完整性和关节结构的不可逆损伤。虽然皮质类固醇(透明质酸)的关节内注射和口服或局部非类固醇抗炎药(nthe)最常用于缓解oa患者的疼痛和僵硬，但是葡糖胺和软骨素也已经显示对于疼痛延迟但可测量结果和在更严重的oa阶段改进的功能。事实上，以前，国际骨关节炎研究学会(oarsi)推荐硫酸葡糖胺和硫酸软骨素作为髋和膝oa中可能的结构修饰剂(jordan等人，2003；zhang等人，2007)。然而，最近公布的oarsi指南将这些药剂(当用于所有oa患者时)降级为“不确定”为症状缓解剂或“不适当”为疾病修饰剂。类似地，口服和经皮阿片样物质止痛药对于管理oa被分级为“不确定的”(zhang等人，2008，2010)。另一方面，推荐局部nthe适合所有仅有膝盖oa的患者，并且发现与口服nthe相比局部nthe更安全和耐受性更好(mcalindon等人，2014)。专家小组对于使用推荐的这些周期性变化清楚地限定目前oa管理的非药理学和药理学疗法方式的不确定性。在加剧了复杂的情况下，许多病痛患者由于更多地倾向于低于标准的和未受监管的产品来源而损害了他们的安全性，希望减轻疾病的灾难性后果并改进他们的生活质量。因此，仍然存在对来自天然来源的基于证据的安全和有效替代物的未满足的需要。

7、类风湿性关节炎(ra)是主要影响关节的慢性炎性自身免疫性疾病(smolen等人，2018)。尽管ra是全身性疾病，并且在关节外粘膜表面和初级淋巴组织发生多种免疫学事件，滑膜是中心角色。该疾病的特征在于细胞和体液免疫细胞(例如t细胞、b细胞和单核细胞)浸润关节滑膜。这个过程之前是新血管形成(内皮细胞的活化导致新血管的生长)，其被认为是ra滑膜炎的标志。滑膜中滑液成纤维细胞样和巨噬细胞样细胞的扩张导致增生的滑液衬里层。这种扩张的滑膜(通常称为“关节翳”)侵入软骨-骨连接处的关节周围骨，并导致骨侵蚀和软骨退化。

8、在ra的发病机理中，细胞因子网络整合滑膜炎中的促炎和组织损伤性细胞活性。已知促炎细胞因子(主要是tnf-α和il-6)在ra中诱导分子，例如核因子κb配体的受体激活剂(rankl)、前列腺素(pge2)、基质金属蛋白酶(mmp-13、mmp-3、mmp-9、mmp-1)和聚集蛋白聚糖酶。这些因素介导ra的体征和症状。tnf-α和il-6也刺激滑膜中破骨细胞的产生并促进骨损伤。这些分子和细胞事件导致临床疾病表现为软骨和骨的疼痛、肿胀(通常伴有晨僵和触痛)、畸形以及退化。由于滑液侵入相邻关节结构而造成的软骨和骨损伤是ra的主要体征之一(smolen等人，2018)。

9、与oa类似，ra的治疗目标是减轻关节炎症和疼痛，使关节功能最大化，并防止关节破坏和畸形。多年来，对ra发病机理的更好理解(通过识别关键细胞和细胞因子)已导致靶向疾病修饰抗风湿药物的显著改进和开发。特别是，风湿病学家们已经学会如何最佳地使用免疫抑制剂氨甲蝶呤，并且该药物已经成为管理ra的治疗锚(visser和van der heijde，2009)。与这种理解非常一致，除了在改进关节结构维持和保护软骨下骨方面的组织学发现之外，本公开中公开的组合物当在胶原诱导的关节炎(cia)中测试时，在症状缓解、以及关键炎性细胞因子(tnf-α和il6)和基质降解酶(mmp-13和mmp-3)的减少方面产生与氨甲蝶呤相当的结果。该模型最常用作疾病模型，用于测试药物和营养物在ra和/或ra发病机理方面的功效(cho等人，2007)。这些发现表明在本技术中公开的天然组合物除oa外还适用于ra的管理。

10、本文记载了多种天然提取物及其组合的组合物，其通过下调用这些组合物治疗的动物中的分解代谢细胞因子(例如tnf-α、il-1β和il-6)和细胞外基质降解酶(mmp3、9和13)，统计学上并且显著减少软骨转换(turnover)的分解代谢生物标志物，例如uctx-ii(软骨退化的主要标志物)。这些发现也通过调节软骨细胞的稳态得到证实，其中分解代谢途径的基质降解酶(金属蛋白酶和聚集蛋白聚糖酶)例如mmp13、mmp3和adamts4的基因表达在口服治疗后被显著下调。这些现象是本发明的组合物在使关节炎表型的分解代谢过程最小化中的活性的关键指标。

11、迄今为止，还没有监管部门批准的用于oa的疾病修饰剂可以应用于软骨再生。正确地，具有多种已知作用机制的膳食补充剂可以有助于软骨修复过程。在本公开中，专利组合物由但不限于单独的山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于山姜属:胡椒属(ap)和山姜属:木兰属:地肤属(amk))组成，导致出乎意料的更快和改进的具有协同作用的软骨修复活性，如在动物承重数据和患病动物模型中软骨修复参数的组织病理学观察所反映的。当与媒介物治疗的疾病模型相比时，在用山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属的单独提取物以及amk和ap的那些组合物治疗的大鼠中，发现软骨合成标志物(例如iia型前胶原氨基末端前肽(piianp)和生长因子tgf-β1)的水平显著更高。这些组合物在胶原诱导的大鼠关节炎模型中也显示显著的软骨保护活性，并且在角叉菜胶诱导的大鼠爪水肿模型中显示抗疼痛和抗炎活性。还使用colby方程(colby，1967)评价了将这些提取物组合以产生但不限于ap或amk组合物的优点，并且发现组合的组合物具有出乎意料的协同作用。由单独的山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于ap和amk)所证明的这些广泛的活性可以归因于组合物中存在的活性剂的不同性质。汇编的数据表明，单独的山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于ap和amk组合物)提供症状缓解、抗分解代谢的关节软骨保护和合成代谢的关节软骨修复-三重功能，这可能是作为骨关节炎的疾病修饰剂的整体方法。

12、在本公开中，本专利中描述的数据详细描述了单独的山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于山姜属:胡椒属(ap)和山姜属:木兰属:地肤属(amk)组合物)的新颖性，以解决对调节软骨细胞、细胞外基质、关节软骨的稳态和关节炎表型的未满足的需要。以所例举的组合比率给药的单独的山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于ap和amk)通过诱导软骨合成和通过抑制ecm降解而逆转oa朝向正常或合成代谢稳态平衡的过程。我们相信天然组合物(如单独的山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于ap和amk组合物))具有刺激合成代谢基因表达和抑制分解代谢活性的独特能力，这将这些组合物确定为来自天然来源的oa/ra疾病修饰剂的优选选择。

13、药物给药的肠内和肠胃外途径是用于患有肌肉骨骼疼痛的患者的药物递送的常用方法之一。然而，已知通常处方的或非处方的抗疼痛药(例如选择性和非选择性非甾体抗炎药物)引起胃肠道、心血管和肾副作用(harirforoosh等人，2013)。实际上经常遭受慢性疼痛的年长患者处于这些干预途径导致的副作用的更大风险中(stanos和galluzzi)。通过局部施用途径通过采用nthe可以避免这些不良事件。将抗疼痛产品直接施用于受影响区域，例如在肌肉劳损、扭伤、骨关节炎、类风湿性关节炎和其它系列的肌肉骨骼病况的情况下，可以在预期的目标区域产生高浓度的活性化合物，产生快速和稳健的疼痛缓解，同时使全身暴露最小化(rodriguez-merchan，2018；argoff，2013)。然而，对于对肌肉骨骼病症具有改进功效的局部适用药物或替代物仍存在未满足的需要。我们相信具有不同化学实体和作用机制的天然产物可以有助于填补局部替代物的空白。在对预期实施方案的工作中，我们筛选和评价了我们的植物库中的局部止痛剂，并假设它们潜在地增强了疼痛缓解活性，这是标准化制剂和改进的皮肤渗透的结果。在本文公开的预期实施方案的概念化中，已经记录了新型、局部有效的抗疼痛制剂的部分发现过程。

14、取决于最初的刺激，疼痛可以是伤害感受性的、炎性的或神经性的。已经假设这些药用植物可以通过在受体水平直接干扰外周初级传入感觉神经元或通过疼痛转导、传递、调节和感知的许多途径起作用而间接地引起疼痛敏感性的抑制。缓激肽和前列腺素是已知在炎症中引起疼痛敏感性的典型炎症介质之一。

技术实现思路

1、本文公开了来自山姜属、木兰属、地肤属和胡椒属/胡椒的药用植物提取物及其生物活性剂，它们组合或单独地用于调节软骨细胞、细胞外基质、关节软骨的稳态和关节炎表型，其导致软骨细胞的增强的合成代谢功能、细胞外基质和关节软骨的增加的更新/重建/再生以及骨关节炎和类风湿性关节炎的改进的表型。细胞和组织水平的平衡转移不仅保持/保护/改进/更新细胞外基质和关节软骨的结构完整性，而且保护/改进/增强关节/骨结构和关节功能，观察为关节炎症、关节疼痛、关节僵硬减少；软骨退化减少；活动性、活动范围、灵活性、关节身体功能改进或其任意组合。

2、在分子和细胞水平证明山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属的单独的提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于山姜属:胡椒属/胡椒(ap)和山姜属:木兰属:地肤属(amk))的抗分解代谢和促合成代谢活性，包括基因表达、蛋白质表达和蛋白质功能降低；在组织水平具有生物标志物引导的组织保护；在患病动物模型中，不仅症状缓解，而且生物标志物的合成代谢和分解代谢改变以及组织病理学图像和评分改进。

3、公开的山姜属、胡椒属、木兰属和地肤属的单独的提取物和/或这些提取物中2-3种的各种组合(例如但不限于山姜属:胡椒属/胡椒(ap)和山姜属:木兰属:地肤属(amk))的使用方法包括但不限于维持软骨稳态、细胞外基质完整性和关节软骨；使软骨退化最小化，保护关节间隙不变窄，和通过保护软骨完整性促进健康关节；平衡合成代谢和分解代谢过程，减少影响关节健康的酶和促炎细胞因子的作用，改进关节运动和/或功能，减轻关节疼痛，减轻关节僵硬，改进关节活动范围和/或灵活性，促进活动性，管理和/或治疗骨关节炎和/或类风湿性关节炎，预防骨关节炎和/或类风湿性关节炎，或逆转骨关节炎和/或类风湿性关节炎的进展等。

4、具体地，公开了用于关节健康的组合物，其包含富含一种或多种苯丙素的山姜属提取物；富含一种或多种双酚木酚素的木兰属提取物；和富含一种或多种三萜皂苷的地肤属提取物的组合。

5、在另外的实施方案中，公开了用于关节健康的组合物，其包含富含一种或多种苯丙素的山姜属提取物；和富含一种或多种生物碱的胡椒属提取物的组合。

6、在又另外的实施方案中，公开了用于关节健康的组合物，其包含富含一种或多种苯丙素的山姜属提取物。