模拟失重对大鼠P-gp表达影响及藤黄酸的药物动力学研究

【摘要】：随着载人航天事业的不断发展,载人航天防护已经成为许多国家研究热点。空间环境极其复杂,存在强辐射、噪声、冲击、高真空、微重力等对航天员健康造成严重损伤的特殊因素。目前各国航天局多采用训练与药物相结合方式进行空间防护,近年来不断有研究发现失重状态下药物动力学的相关变化。如今采用地面用药规律指导航天用药存在安全隐患,甚至可能产生毒副作用。因此探究失重状态引起药物动力学变化的因素及其机制显得尤为重要。药物动力学的变化除了受到药物理化性质影响外还受到胃排空、胃肠道代谢、胃肠血流速度、药物外排蛋白的外排作用、淋巴循环、肝药酶代谢等因素的影响。本课题采用大鼠尾悬吊模型探究模拟失重状态药物外排蛋白(P-糖蛋白,P-gp)的变化,并开展P-gp特征底物---藤黄酸(GA)在大鼠体内的药物动力学研究。研究结果表明,模拟失重3天、7天大鼠脑组织P-gp表达与正常重力组相比有所降低,但表达量并无显著性差异;模拟失重14天、21天大鼠脑组织中P-gp表达与正常重力组相比表达显著增加(p0.05),表达量与地面组相比分别增加了24%(14天组)、25%(21天组)。不论是急性应激期还是中长期模拟失重大鼠脑组织中P-gp活性均有不同程度的降低,其中仅模拟失重3天组与正常重力组相比较P-gp活性有显著性差异(p0.05)。模拟失重14天大鼠脑组织中mdr 1基因转录显著增加(p0.01),其mdr1基因转录量为正常重力组2.5倍,与脑组织中蛋白表达趋势一致;模拟失重3天、7天组与正常重力组相比脑组织中mdr 1基因转录量分别增加了105%(p0.01)、62%(p0.05);模拟失重21天大鼠脑组织中mdr 1基因水平降低,但并无显著性差异。在药动学研究中,首次建立了大鼠血浆,心、肝、脾、肺、肾和脑组织样本及胆汁、尿液和粪便排泄样本中GA含量测定的LC-MS/MS方法,定量准确,灵敏度高,简便迅速。GA给药后静脉注射组AUC(0-T)为580.9±86.8μg h/L,灌胃给药组AUC(0-T)分别为14.7±5.7μg h/L(40 mg/kg)和37.0±12.1μg h/L(80 mg/kg),生物利用度分别为0.25%(40 mg/kg)和0.32%(80 mg/kg);与低剂量灌胃给药组GA达峰浓度Cmax3.98±0.47μg/mL及达峰时间Tmax 0.78±0.18 h相比,高剂量灌胃给药组GA Cmax增加到98.1±33.2μg/mL,达峰时间Tmax延长到0.91±0.14 h;与低剂量灌胃给药组相比,高剂量给药组GA在大鼠体内生物半衰期T1/2缩短,表观分布容积Vc减小,清除率CL降低。GA给药后可迅速向各组织分布,其中在大鼠肝脏组织分布最多,其次是肺、肾、心脏和脾脏,脑分布最低;GA在肝和脑组织中分布随时间增加先增加后降低,在心脏和脾脏组织中分布随时间增加逐渐增加,GA能够迅速在肺和肾脏组织中分布,但随时间延长分布逐渐减少。GA给药24 h后胆汁中累积排泄量达到25.3±1.7μg,占总药量3.16%;给药60 h后尿液中GA累积排泄量为0.275±0.08μg;给药后系列时间段大鼠粪便样本中并未检测到GA。综上,本课题得到了模拟失重条件下的P-gp表达、活性及其mdr 1基因转录水平的变化规律;建立了大鼠血浆,心、肝、脾、肺、肾和脑组织及胆汁、尿液和粪便排泄样本中GA含量测定的LC-MS/MS方法;首次得到了正常重力条件下GA在大鼠体内的血浆药物动力学参数及不同给药剂量的口服生物利用度数据;获取了GA在大鼠体内的组织分布及排泄规律;GA在模拟失重大鼠体内的相关药物动力学过程有待进一步展开。