微管靶向型药物的亚细胞水平药代动力学研究

针对微管靶向型抗癌药物的细胞器靶向特点，本课题提出了亚细胞水平药代动力学新理论，以紫杉醇类药物为研究对象，基于细胞器分离技术和高灵敏度、高选择性的LC-MS/MS分析技术，建立亚细胞水平药代动力学模型；针对模型药物的整体动物血药和组织药动学特征，发展细胞器-细胞-组织-血药动力学关联模型，研究正常肺细胞（MRC-5）和肺癌细胞株（NSCLC A549）的细胞核、线粒体、高尔基体、内质网等主要细胞器的药物分布特征及其亚细胞药动学，构建细胞器靶向型药物的亚细胞水平药代动力学评价体系，描述各细胞器的经时药动学特征，探索亚细胞药动学与细胞水平药效学、毒副作用的相关性，为阐明紫杉醇类药物相关毒性及不良反应的亚细胞水平药代动力学机制奠定基础。本课题建立的亚细胞水平体外药代动力学技术和模型，为靶细胞器抗肿瘤新药发现提供新型评价工具，对化合物结构优化、靶向性给药系统设计具有指导意义。

针对微管靶向型抗癌药物的细胞器靶向特点，本课题提出了亚细胞水平药代动力学新理论，以紫杉醇类药物为研究对象，采用高质量准确度、高分辨率的Triple TOF研究了在电喷雾正离子模式下含有紫杉烷二萜基本骨架的两种紫杉烷类药物质谱裂解行为。在此基础上，建立迄今为止国内外灵敏度最高（2pg/mL）的LC-MS/MS分析方法，进行整体动物和亚细胞水平药代动力学研究，为从整体动物、细胞、亚细胞水平系统研究紫杉醇类药物的药动学行为及相互关系奠定研究基础。目前组织浓度的测定是通过对组织匀浆液内的药物进行定量来获得其在各组织中的分布情况，该方法不能区分药物是来自细胞内还是细胞外。在整体动物亚细胞水平药代动力学的研究中发现，紫杉醇类药物在临床给药浓度范围内呈非线性药代动力学特征，血浆浓度、靶器官浓度与细胞内浓度不具有相关性，30min时药物与细胞骨架结合浓度远大于血药浓度和组织浓度，其后小于组织浓度，但仍大于血药浓度。. 针对在亚细胞水平药代动力学研究中完整分离细胞器的难题，本课题首次采用ProteoExtract试剂盒法进行离体亚细胞水平药代动力学研究，分离正常肺细胞（MRC-5）和肺癌细胞株（NSCLC A549）的细胞膜、细胞质、细胞骨架和细胞核，并对其药物分布及亚细胞药动学进行了研究，以揭示药物在细胞内和细胞外液中的动态分布过程。本课题发现药物分布主要集中在细胞骨架，多西紫杉醇与紫杉醇相比，能够更迅速地分布于细胞骨架中，为多西紫杉醇药效好于紫杉醇提供了佐证，此外，药物在MRC-5细胞中与骨架的结合量小于A549细胞。. 通过探索亚细胞药动学与细胞水平药效学、毒副作用的相关性，为阐明紫杉醇类药物相关毒性及不良反应的亚细胞水平药代动力学机制奠定基础。通过靶器官和亚细胞水平药代动力学研究，发展了细胞器-细胞-组织-血药动力学关联模型，构建了细胞器靶向型药物的亚细胞水平药代动力学评价体系，描述了各细胞组成部分的经时药动学特征。.