1. 研究目的与意义
中药的合理配伍是组成方剂的基础,中药通过配伍组合,发挥协同增效(功效拓展或增强)或配伍减毒(减轻或消除副作用)等作用。药物的联合使用才能产生药物的相互作用,主要表现在效应的强度、毒性以及作用时间上的一些变化。与多数化学药物相比,中药的多组分、多靶点特性决定了药物相互作用及其机制更为复杂。配伍对体内过程的影响表现在:改变药效物质的药代动力学行为;影响药效物质的代谢途径,产生不同的代谢产物;诱导和抑制药物代谢酶,从而显著改变药物的药理活性。
肝药酶,即肝细胞微粒体中细胞色素P-450系统,是肝脏代谢药物的关键酶,在外源性化合物的生物转化中起到至关重要的作用。药物间的相互作用可以通过对肝药酶的诱导或抑制,进而调节药物的代谢速率而产生。从肝药酶的实验角度解释药对协同增效的相互作用规律,将对药物的相互作用研究起到很大的作用,有助于指导临床安全合理有效用药。
香附四物汤是治疗气滞血瘀型痛经的代表性方剂之一,由香附、当归、川芎、白芍、延胡索、熟地黄、木香七味药物组成,具有养血调血、行气止痛的功效。该方中,香附辛香而散,药性平和,作用偏于疏肝理气,调经止痛。但香附有香窜流弊,对虚弱证,应防其散气耗血。因此,在该方中,配以当归、川芎、白芍、延胡索等药味,形成香附-当归(1:2)、香附-川芎(1:1)、香附-白芍(1:1)、香附-延胡索(1:1)等气血药对,以气血并治,增强香附行气止痛之功。
2. 文献综述
基于肝药酶的药物相互作用研究进展
张酉琛
(南京中医药大学药学院,江苏南京,210023)
[摘要]肝药酶,即肝细胞微粒体中细胞色素P-450系统,是肝脏代谢药物的关键酶,在外源性化合物的生物转化中起到至关重要的作用。药物间的相互作用可以通过对肝药酶的诱导或抑制,进而调节药物的代谢速率产生。本文对肝药酶的定义、特点、研究方法和应用进行综述,列举和整合了一些代表性的研究成果,探讨了CYP450在药物相互作用研究中的重要意义。
[关键词]肝药酶;肝微粒体;药物相互作用
1肝药酶的定义
1.1定义
肝药酶,即肝细胞微粒体中的代谢酶,包括I相酶和Ⅱ相酶。人体中肝药酶主要参与药物的代谢,约占总代谢量的75%。其中细胞色素P450酶(cytochromeP450,CYP450),是肝脏代谢药物的关键酶,在外源性化合物(包括药物和毒物)的生物转化中起着十分重要的作用,它的活性决定药物的代谢速率,是药物代谢的I相酶,因而又称为药物代谢酶[1]。CYP450能代谢和活化许多种药物,以及前致癌物、前毒物和致变剂。Ⅱ相酶包括N-乙酰基转移酶、葡萄糖醛酸转移酶、谷胱甘肽-S-转移酶等[2]。
1.2组成
目前,人类CYP450酶系共有18个家族,57个基因。其中CYP1、CYP2、CYP3三个家族最为常见,由三十多种同工酶(亚型)组成,主要包括CYP1A2、CYP2A6、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4[3]。人类肝脏中与药物代谢密切相关的CYP450亚型主要有CYP1A2,2C9,2C19,2D6,3A4[4]等,它们大都与药物相互作用有关。
表1CYP450酶系家族[5]
家族 | 功能 | 名称 |
CYP1 | 药物和类固醇代谢 | CYP1A1,CYP1A2,CYP1B1 |
CYP2 | 药物和类固醇代谢 | CYP2A6,CYP2A7,CYP2A13,CYP2B6,CYP2C8,CYP2C9,CYP2C18,CYP2C19,CYP2D6,CYP2E1,CYP2F1,CYP2J2,CYP2R1,CYP2S1,CYP2U1,CYP2W1 |
CYP3 | 药物和类固醇代谢 | CYP3A4,CYP3A5,CYP3A7,CYP3A43 |
CYP4 | 花生四烯酸和脂肪酸代谢 | CYP4A11,CYP4A22,CYP4B1,CYP4F2,CYP4F3,CYP4F8,CYP4F11,CYP4F12,CYP4F22,CYP4V2,CYP4X1,CYP4Z1 |
CYP5 | 血栓素A2合酶 | CYP5A1 |
CYP7 | 胆汁酸生物合成7-甲基羟化酶 | CYP7A1,CYP7B1 |
CYP8 | 不明 | CYP8A1,CYP8B1 |
CYP11 | 甾体合成 | CYP11A1,CYP11B1,CYP11B2 |
CYP17 | 甾体合成,17-甲基羟化酶 | CYP17A1 |
CYP19 | 甾体合成;芳香化酶 | CYP19A1 |
CYP20 | 不明 | CYP20A1 |
CYP21 | 甾体合成 | CYP21A2 |
CYP24 | 维生素D降解 | CYP24A1 |
CYP26 | 维甲酸 | CYP26A1,CYP26B1,CYP26C1 |
CYP27 | 不明 | CYP27A1,CYP27B1,CYP27C1 |
CYP39 | 7-甲基羟基化酶 | CYP39A1 |
CYP46 | 胆固醇羟基化 | CYP46A1 |
CYP51 | 胆固醇生物合成 | CYP51A1 |
1.3底物和抑制剂
一些药物或天然活性成分会对肝药酶产生诱导或抑制作用,从而影响肝药酶的活性。能被肝药酶代谢药物称为底物,如非那西丁(CYP1A2)、香豆素(CYP2A6)等;能对底物代谢产生抑制作用药物称为抑制剂,如华法林(CYP1A2)、甲氧沙林(CYP2A6)等[6]。
1.4自杀性底物
有一类以潜伏态存在的不可逆抑制剂,它们与专一性酶作用后即被激活,而使酶自身活力完全丧失。这类抑制剂被看作是酶的自杀性底物。自杀性底物可使CYP的含量与活性受到抑制,失活后的酶可引发免疫反应,从而引发肝毒性[7]。如雷公藤在代谢的同时抑制了CYP3A4和CYP2C19的含量和活性,导致自身代谢减慢,毒性增强,最终导致肝毒性的发生[8]。
表2肝药酶各亚型的底物和抑制剂以及相应的IC50值[9]
酶 | 常用底物 | 抑制剂 | 文献报道的IC50值μΜ |
CYP1A2 | Phenacetin-O-deethylation | alpha-Naphthoflavone | 0.01-0.27 |
CYP2A6 | Coumarin-7-hydroxylation | Tranylcypromine | 0.3-0.99 |
CYP2B6 | Bupropion-4-hydroxylation | Sertraline | 3.2-0.9 |
CYP2C8 | Amodiaquine-N-deethylation | Trimethoprim | 54-75 |
CYP2C9 | Diclofenac-4-hydroxylation | Sulfaphenazole | 0.3-1.5 |
CYP2C19 | Omeprazole-5-hydroxylation | Fluconazole | 23.8 |
CYP2D6 | Dextromethorphan-O-demethylation | Quinidine | 0.02-0.68 |
CYP2E1 | Chlorzoxazone-6-hydroxylation | Clomethiazole | 12(Ki) |
CYP3A | Testosterone-6-beta-hydroxylation | Verapamil | 4.7 |
2CYP活性探测方法
2.1体外代谢
现如今主要采用Cocktail探针法测定动物肝药酶的活性[10]。即将一定量的探针药(待测CYP450同工酶的专属性底物)、肝微粒体混合酶系溶液以及受试药加入同一试管进行孵育反应,反应终了通过测定探针药及代谢产物的浓度,与对照组比较,可以间接反应出该CYP450同工酶活性诱导或抑制情况[11]。
2.2体内代谢
药物进入体内后一般以两种方式消除,一种是药物不经代谢而直接以原形排出体外,另一种是药物被代谢后以代谢物的形式排出体外,而药物在体内的代谢主要经历两步反应,第一步为一相反应,药物被氧化、还原或水解等,其目的是将极性基团如羟基、氨基、羧基导入药物分子中,使之成为极性更大的代谢物[12]。
丁选胜等采用取小鼠随机分组,分别静脉注射给药,之后处死取肝脏制成匀浆,采用紫外分光光度法于450nm、490nm波长下测其光密度值,计算肝匀浆中细胞色素P-450的含量[13]。
景欣悦等对大鼠按组别灌胃给予提取物,并对大鼠分别于尾静脉给予对乙酰氨基酚、非那西丁、奥美拉唑和氯唑沙宗,按时间点从眼底静脉丛取血,供HPLC分析。根据每组对乙酰氨基酚的AUC0-120考察药物对探针在大鼠体内药代动力学行为的影响[14]。
2.3肝药酶表达水平
不同药物,乃至药物的不同成分,也会对肝药酶的mRNA和蛋白水平表达产生一定的影响。王宇光等[15]在研究甘草中的2种成分18β-甘草酸和18α-甘草酸对大鼠肝细胞中细胞色素CYP3A在mRNA及蛋白水平表达的影响中,采用了RT-PCR法测定CYP3AmRNA表达水平、Western-blot法测定CYP3A蛋白表达,发现两种物质在转录水平上分别上调和下调大鼠肝细胞CYP3A的表达,并且存在一定量效关系。
3肝药酶在药物相互作用研究中的应用
阐明该药物对CYP450的诱导或抑制作用以及这种作用是否有性别差异,对于药物的药代动力学研究、药物的安全性评价、预防临床用药中的药物间相互作用以及临床给药方案的设计都有非常重要的意义[16]。近年来,关于考察中药成分对肝药酶活性影响的报道增多,从体外分子水平来评价它们对肝代谢的影响,可为中药配伍提供依据。
3.1肝药酶研究思路
肝药酶在药物的相互作用研究中扮演了极其重要的角色,通过考察给药后酶的活性、药物的转化情况,计算底物的浓度、药物代谢速率等[17]可以得知肝药酶的活性,从而反映药物间的相互作用。
如许立发现甘草、甘草与海藻合煎液及单体A、B、C、D、E均能显著提高小鼠肝匀浆中细胞色素P-450的含量,对肝药酶有诱导作用[18]。沈晶晶等发现海藻,昆布粗多糖具有潜在细胞毒性,大剂量下可致肝肺组织毒性损伤,并可诱导肝药酶CYP3A4使其活性增加,最终影响药物的药效或产生不良反应[19]。田维毅等考察后认为葛根散能提高酒精性肝损伤小鼠肝微粒体CYP450含量和降低CYP2E1活性[21],从而对急性酒精性肝损伤小鼠肝功能具有良性干预作用。肖娟等通过检测不同厚朴酚浓度下探针底物的代谢清除速度,发现厚朴酚对大鼠肝微粒体CYP1A2活性有显着抑制作用[22]。刘萍等经过考察发现甲基莲心碱在高剂量组的P450含量与空白组比较有显著性差异(P提示该药在较大剂量时对CYP450有诱导作用[23]。向云亚等使用氨基比林法和红霉素法测定肝微粒体CYP亚型CYP2E1与CYP3A的活性,发现姜酚对小鼠CYP450含量及亚型CYP2E1,CYP3A活性均有抑制作用,抑制程度与剂量有关,且随着剂量增加抑制作用增强[24]。
3.2研究与成果
蔡巧玲等将大鼠随机分为全方组、辛开组、苦降组、甘补组及空白对照组,分别灌胃水煎液,运用肝微粒体体外温孵法,对探针底物进行孵育,并结合超高效液相检测方法,测定各探针底物代谢产物的含量,计算代谢速率,以反映各给药组的肝微粒体CYP2C6,CYP2E1,CYP3A1/2亚型酶活性从而考察半夏泻心汤及不同配伍组对大鼠肝微粒体CYP450亚型酶的影响[25]。成龙等也通过同样的方法研究得出了金铃子散不同配比方对肝药酶CYP1A2活性有诱导作用,且诱导作用的强弱与配比有一定的相关性的结论[26]。
4总结
肝药酶CYP450是人体肝脏代谢中非常重要的酶系,在天然药物的研究中,阐明药物对CYP450的影响是必不可少的环节。学习并掌握好CYP450的相关知识和研究方法,将会更好地指导我们进行天然药物的研究,并对药物间的相互作用产生更加清晰的认识。从肝药酶的角度研究药物的相互作用,既方便又直观,不仅可以指导正确的药物配伍和合理用药,还可以用来解释许多天然药物合用过程中产生的调和与冲突的现象,对中医药研究有很大帮助[27]。
参考文献
[1]朱建华.中西药物相互作用.北京:人民卫生出版社,1991:98
[2]周艳密.贝特类药物在大鼠和人肝微粒体中的Ⅰ相和Ⅱ相代谢[D].中国科学技术大学,2010.
[3]崔颖,张永旺.P450酶的研究进展[J].中国新技术新产品,2009(16):7~8.
[4]AnInVitro,HighThroughput,SevenCYPCocktailInhibitionAssayfortheEvaluationofNewChemicalEntitiesUsingLC-MS/MS[J].
[5]Wikipedia.CytochromeP450,[Online]Available:http://en.wikipedia.org/wiki/Cytochrome_P450
[6]LiG,HuangK,NikolicD,etal.High-ThroughputCytochromeP450CocktailInhibitionAssayforAssessingDrug-DrugandDrug-BotanicalInteractions[J].DrugMetabolismandDisposition,2015,43(11):1670~1678.
[7]张可炜,陈建英.酶的自杀底物及其临床应用[J].生物学教学,2000(10):14.
[8]柴智.逍遥散对雷公藤致大鼠肝毒性的保护作用及其机制研究[D].湖北中医药大学,2012.
[9]DingerJ,MeyerMR,MaurerHH.DevelopmentofaninvitrocytochromeP450cocktailinhibitionassayforassessingtheinhibitionriskofdrugsofabuse[J].ToxicologyLetters,2014,230(1):28~35.
[10]周璐,徐婷婷,金若敏,等.吴茱萸水煎液对大、小鼠肝药酶亚型影响的比较研究[J].中国药理学通报,2014(02):279~282.
[11]YangS,QiuZ,ZhangQ,etal.InhibitoryeffectsofcalfthymusDNAonmetabolismactivityofCYP450enzymeinhumanlivermicrosomes[J].DrugMetabPharmacokinet,2014,29(6):475~481.
[12]ShenG,WangC,ZhouL,etal.CYP450Enzyme-MediatedMetabolismofTCASandItsInhibitoryandInducedEffectsonMetabolizedEnzymesinVitro[J].IntJEnvironResPublicHealth,2015,12(9):10783~10793.
[13]丁选胜,阚毓铭,黄建强,等.海藻、甘草及其相伍用对小鼠肝药酶的影响[J].南京中医药大学学报(自然科学版),2002(01):33~36.
[14]景欣悦,彭蕴茹,王新敏,等.甘遂与甘草合用对大鼠肝药酶CYP1A2、CYP2C19和CYP2E1的影响[J].中国药理学通报,2015(11):1625~1626.
[15]王宇光,杨明会,马增春,等.18β-甘草酸和18α-甘草酸对大鼠原代肝细胞CYP3A酶表达的影响[J].中国中药杂志,2009(03):307~311.
[16]于玮洁.海洋硫酸多糖916对大鼠CYP450不同亚型代谢酶的影响及性别差异的研究[D].中国海洋大学,2009
[17]WeiS,JiH,YangB,etal.Impactofchrysosplenetinonthepharmacokineticsandanti-malarialefficacyofartemisininagainstPlasmodiumbergheiaswellasinvitroCYP450enzymaticactivitiesinratlivermicrosome[J].MalarJ,2015,14(1):432.
[18]许立,孙晓进,王志刚,等.甘草海藻及其相伍用对小鼠肝药酶的影响[J].辽宁中医杂志,1998(02):37~38.
[19]沈晶晶,张春华,陈山乔,等.海藻/昆布粗多糖的经口亚急性毒性及影响肝药酶特性的研究[J].上海海洋大学学报,2015(06):968~974.
[20]田维毅,王庆学,王文佳,等.葛根散对急性酒精性肝损伤小鼠肝微粒体CYP450含量及CYP2E1活性的影响[J].中国实验方剂学杂志,2012(04):183~186.
[21]肖娟.厚朴酚与和厚朴酚对大鼠肝脏CYP450酶活性的影响及抑制类型研究[D].湖北大学,2012.
[22]刘萍,黄颖,胡本容,等.甲基莲心碱对大鼠肝CYP450酶含量及CYP2D1,CYP3A1,CYP2E1mRNA的影响[J].中国实验方剂学杂志,2010(10):161~164.
[23]向云亚,蒋苏贞,黄兆胜.姜酚对小鼠肝药酶活性的影响[J].中国实验方剂学杂志,2012(20):208~211.
[24]蔡巧玲,崔波,王莹,等.半夏泻心汤及不同配伍组对大鼠肝脏CYP450酶活性的影响[J].中国中药杂志,2012(14):2164~2167.
[25]成龙,王岚,王彦礼,等.金铃子散不同配比方对大鼠肝药酶CYP1A2活性的影响[J].中国中药杂志,2012(05):648~653.
[26]WangX,ZhangH,ChenL,etal.Liquorice,auniqueguidedrugoftraditionalChinesemedicine:Areviewofitsroleindruginteractions[J].JournalofEthnopharmacology,2013,150(3):781~790.
3. 设计方案和技术路线
研究方案: 1、香附气血药对药液的提取 将香附与甘草、当归、延胡索、白芍、川芎等按2因素7水平一定质量配比混合,纯水浸泡1小时后加热煎煮2小时,纱布过滤得到药液,重复两次后收集全部药液与所得挥发油合并,旋蒸浓缩后置于-20℃冰箱保存。 2、肝微粒体的制备 取雄性大鼠10只,给药一周后禁食12小时后颈椎脱臼处死大鼠,迅速取出肝脏,置于盛有PBS的烧杯中,放在冰上;吸取约10ml的PBS灌注肝脏至发白,流出液无血色为止;吸干水分后称重,在冷缓冲液中将肝脏剪碎成碎块,置于预冷的50ml离心管,加3倍量的PBS,研磨3-5秒;分装匀浆至50ml离心管,配重后于9000g离心20min,取出上清液,可置于-80℃下保存。 3、蛋白含量的测定 取出制备好的肝微粒体10ul,加入一定量纯水,制成1ml样品,取10ul用移液枪打进蛋白分析盒中;用10ul移液枪分别取0、0.5、1、2、3、4、5ul的BSA打进打入蛋白定量分析盒中,补水配成10ul对照液;对照液和样品中都加入200ulTaKaRa染料,将分析盒放入酶标仪(PerkinElmerEnSpire)测定吸光度(使用软件EnSpireManager,采用方法:YJGBradfordProteinAssay)。根据吸光度可计算得到样品中的蛋白含量。 4、肝药酶活性测定方法的建立 探针的制备参考文献(肖娟等)制备三组,A组为灭活肝微粒体组,B组为10uL不灭活组,C组为100uL不灭活组;三组分开孵育20min。 5、对不同组合药对影响下的肝药酶活性进行测定 采用GC-MS手段对肝药酶活性进行检测,参考王东琴等的文献资料进行操作,根据所得色谱图推算得知肝药酶的活性情况。 |
4. 工作计划
时间 | 研究内容 | 完成情况 |
2022-01 | 香附气血药对的制备。 | 已完成 |
2022-02 | 肝药酶活性检测方法的建立,给药剂量、给药时间的确定。 | 已完成 |
2022-03 | 正式给药实验,大鼠肝微粒体的获取和储存。 | 正在进行中 |
2022-03 | 探针底物的制备。 | 正在进行中 |
2022-04 | GC-MS检测肝药酶的活性。 | 未完成 |
2022-04 | 分析和整理数据,文献研究,撰写毕业论文,准备答辩。 | 未完成 |
5. 难点与创新点
本课题系统地探究香附气血药对不同比例配伍下对肝药酶活性的影响,从体外肝药酶的实验角度解释香附气血药对药对协同增效的相互作用规律,为其临床合理用药提供参考。
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