毛蕊异黄酮-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷及苷元的大鼠体内过程研究

【摘要】：本课题组前期的药理实验发现毛蕊异黄酮-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(毛蕊异黄酮葡萄糖苷)具有显著的抗柯萨奇病毒B3(CVB_3)和治疗病毒性心肌炎的作用,且苷元(毛蕊异黄酮)的药效强于原形成分。此外,毛蕊异黄酮还具有抗艾滋病病毒的作用。因此,对毛蕊异黄酮葡萄糖苷及其苷元毛蕊异黄酮在体内的过程进行全面深入研究对解释其药效和新药研发具有重要意义。1.毛蕊异黄酮葡萄糖苷体内外代谢研究利用高效液相色谱与四极杆飞行时间质谱仪串联(HPLC-Q-TOF)方法准确生成分子及其碎片离子峰及计算其准确化学式的优势,在分析归纳化合物裂解规律的基础上,对Sprague-Dawley(SD)大鼠口服毛蕊异黄酮葡萄糖苷后的门静脉血、外周血、肝脏、心脏、肾脏、尿和粪便内的代谢产物进行分析鉴定,同时利用肠道菌和原代肝细胞体外代谢模型考察毛蕊异黄酮葡萄糖苷代谢的影响因素。大鼠口服毛蕊异黄酮葡萄糖苷后,从上所述生物样品中鉴定出20个代谢产物:从门静脉血中鉴定出原形成分和18个代谢物,在外周血中分析出原形成分和14个代谢物,在肝脏、肾脏和心脏中分别鉴定出11、13和7个代谢物,在尿液鉴定出18个代谢物,在粪便鉴定出原形和8个代谢物。此外,体外代谢结果表明,毛蕊异黄酮葡萄糖苷在肠道菌的作用下被迅速代谢成毛蕊异黄酮,然后毛蕊异黄酮继续发生脱甲基、脱羟基等反应,生成大豆苷元、芒柄花黄素等代谢物;毛蕊异黄酮葡萄糖苷在原代肝细胞中经水解和葡萄糖醛酸化代谢反应生成毛蕊异黄酮糖醛酸化合物。由以上结果推测毛蕊异黄酮葡萄糖苷在大鼠体内的主要代谢途径为脱甲基化、脱羟基化、脱糖基化、甲基化、硫酸酯化和葡萄糖醛酸化。2.毛蕊异黄酮葡萄糖苷的药代动力学研究及组织分布研究建立测定生物样品中的毛蕊异黄酮葡萄糖苷和毛蕊异黄酮浓度的高效液相-三重四级杆质谱(HPLC-QQQ-MS/MS)定量方法,用于测定大鼠口服毛蕊异黄酮葡萄糖苷120 mg/kg后的门静脉血(入肝前)、肝脏(主要的代谢器官)、外周血(出肝后)、肾脏和心脏(靶点器官)中原形成分和主要代谢物毛蕊异黄酮的浓度。结果显示,外周血中的原形毛蕊异黄酮葡萄糖苷和代谢物毛蕊异黄酮的暴露量非常低;而门静脉血中的代谢物毛蕊异黄酮的暴露量比原形高53.5倍;毛蕊异黄酮葡萄糖苷和毛蕊异黄酮的肝脏提取率(ER)分别为0.3%和98.5%。以上结果表明大鼠口服毛蕊异黄酮葡萄糖苷后,肠道菌在毛蕊异黄酮葡萄糖苷代谢为毛蕊异黄酮的过程中发挥了重要作用,而肝首过效应是造成代谢物毛蕊异黄酮在外周血中暴露量低的主要原因。毛蕊异黄酮葡萄糖苷在组织中并未检测到,但其代谢物毛蕊异黄酮在肝脏、肾脏和心脏中的暴露量分别是其在外周血中暴露量的213.1、31.5和5.7倍。因此,毛蕊异黄酮葡萄糖苷代谢物的广泛组织分布及在靶点器官较高的暴露量可以解释毛蕊异黄酮葡萄糖苷具有较低的生物利用度却有较好的体内药效的原因。3.毛蕊异黄酮体内外代谢研究利用HPLC-Q-TOF对大鼠口服毛蕊异黄酮后的门静脉血、外周血、肝脏、心脏、肾脏、尿和粪便内的代谢物进行分析鉴定,共鉴定出21个代谢物,包括4个I相代谢产物和17个II相代谢产物。其中从门静脉血中共检测到原形和19个代谢物,在肝脏中分析出原形和13个代谢物,在外周血中分析出原形和18个代谢物,在肾脏中分析出原形和15个代谢物,在心脏中分析出原形和5个代谢物,在粪便中分析出原形和5个代谢物,在尿液中分析出原形和19个代谢物。推测毛蕊异黄酮的体内代谢途为脱羟基化、脱甲基化、还原、甲基化、硫酸酯化和葡萄糖醛酸化。此外,体外代谢实验表明毛蕊异黄酮在肠道菌和原代肝细胞中均可发生代谢,且葡萄糖醛酸化反应是主要的代谢反应。4.毛蕊异黄酮的药代动力学研究及组织分布研究大鼠口服毛蕊异黄酮后,毛蕊异黄酮的肝脏提取率高达99.6%,表明严重的肝首过效应导致毛蕊异黄酮低的外周血暴露量,这与毛蕊异黄酮的肝脏代谢和及高的肝脏暴露量有关。除肝脏外,在靶点器官肾脏和心脏中也检测到大量的毛蕊异黄酮,这些靶点器官高暴露量解释了毛蕊异黄酮低的体循环水平与药效间的差异。另外,大鼠口服等摩尔量的毛蕊异黄酮葡萄糖苷(120 mg/kg)后,血浆和组织中毛蕊异黄酮的暴露量比口服毛蕊异黄酮(76.4 mg/kg)高,提示毛蕊异黄酮葡萄糖苷可作为毛蕊异黄酮前药。大鼠口服毛蕊异黄酮后,在门静脉血中,毛蕊异黄酮葡萄糖醛酸结合物是原形的5.6倍;在外周血中其葡萄糖醛酸结合物比原形高出1552.8倍;以上结果表明肠道和肝脏均是毛蕊异黄酮代谢为葡萄糖醛酸结合物的重要场所。此外,在肝脏,肾脏和心脏中毛蕊异黄酮葡萄糖醛酸化合物也有较高的靶点器官暴露量。代谢物毛蕊异黄酮葡萄糖醛酸化合物对毛蕊异黄酮体内药效的贡献仍需进一步研究。本论文对大鼠口服毛蕊异黄酮葡萄糖苷和毛蕊异黄酮后,体内的代谢产物进行系统的定性分析,对原形和主要代谢产物进行系统的定量分析,系统地研究了毛蕊异黄酮葡萄糖苷及苷元的代谢、药动、肝首过效应和组织分布,阐明了毛蕊异黄酮葡萄糖苷及其苷元在体内各个环节的体内处置过程,解释了毛蕊异黄酮葡萄糖苷及苷元的药效物质基础。