高脂溶性中药活性成分肠分泌排泄的机制研究

Lots of components in Chinese traditional medicine are lipophilic, and with unclear pharmacokinetic (PK) characteristics. The performance of drugs in vivo is the key factor to determine their activities and toxicity. In this way, it is the most important process to clarify the PK properties of new drug candidates. In the preliminary work, we found that high-lipophilic components (anwuligan, psoralidin, and Magnolol) were mainly excreted with feces through intestine. Moreover, Ko143, a BCRP inhibitor, could significantly reduce the intestinal excretion of anwuligan. Therefore, we hypothesize that intestinal excretion is one of the most important elimination way for high-lipophilic drugs, and transporters have the potential to modulate the intestinal excretion. Based on previous work, we will elucidate (1) the important role of intestinal excretion in high-lipophilic drug elimination; (2) the modulation effects of transporters in transfected membrane vesicles and cells; (3) the modulation effects of transporters in animals by physiological base pharmacokinetic (PBPK) model. This project will clarify the mechanisms of intestinal excretion, and provide more solid evidence to define intestinal excretion as one of the most important excretion way for high-lipophilic components in Chinese traditional medicine. It will also provide a clinical guidance for a more safe and effective drug usage.

许多中药活性成分为高脂溶性化合物，且其体内处置机理不明确，极大阻碍了中药现代化进程，深入理解中药活性成分药代动力学特性的研究已成为当务之急。在前期研究工作中，我们发现高脂溶性活性成分安五脂素、补骨脂定及厚朴酚静注给药后主要由粪便（非胆汁排入）排出体外，少量或不经尿液排泄。并且，BCRP抑制剂Ko143可显著减少安五脂素的外排。因此，我们有理由推测，肠分泌是高脂溶性中药活性成分排泄的重要途径，转运蛋白具有调控药物肠分泌的潜在性。在此基础上，本课题拟以转运蛋白为切入点，验证这一假设。采用细胞学模型及大鼠生理药动学模型，研究转运蛋白在细胞水平及整体动物水平上对高脂溶性中药活性成分肠分泌的调节作用。通过上述研究，探讨肠分泌的分子机制，为确定和建立肠分泌作为药物的第三种重要排泄途径提供科学依据，指导临床更加安全、有效地用药；为中药新药研发过程中药代动力学（尤其是药物清除机理）的明确提供有力支撑。

本项目在前期工作基础上，对高脂溶性中药活性成分肠分泌作为除肾脏和胆汁排泄外的第三种重要排泄途径进行了系统研究，并取得了以下研究进展：1). 采用Waters ACQUITY UPLC®/Xevo® G2 QTof，成功建立了各药物（安五脂素、补骨脂定和厚朴酚）在生物样品中的检测方法。定量了肠分泌在高脂溶性药物排泄中的作用，确定肠分泌为三种模型药物的主要排泄途径。2). 采用Caco-2 细胞模型、结肠切除模型和高表达外排转运蛋白的膜囊泡模型评价了外排转运蛋白对安五脂素、补骨脂定和厚朴酚的识别性，并确定了起作用的外排转运蛋白以及转运蛋白清除速率，安五脂素（BCRP>ABCG8>ABCG5>P-gp），补骨脂定（P-gp>BCRP>ABCG5），厚朴酚（MRP1>ABCG8）。3). 采用慢病毒转染技术，成功构建吸收转运蛋白（HPT1-832bp、MCT1-461bp、MCT5-487bp和OCT-539bp）高表达 MDCK 细胞株。评价了主要吸收转运蛋白对安五脂素、补骨脂定和厚朴酚的识别性，确定起作用的吸收转运蛋白。研究发现，吸收转运蛋白OCT1确实对安五脂素的转运具有显著增加作用（PB-A/PA-B=2.2），MCT1可显著增加补骨脂定的转运（PB-A/PA-B = 2.8），但所有吸收蛋白对于厚朴酚无显著性影响。不同转运蛋白对不同药物转运活性不同。4). 采用单向灌流方法，外排转运蛋白抑制剂（Ko143、Zosuquidar trihydrochloride和丙磺舒）可显著减少安五脂素、补骨脂定和厚朴酚的肠外排量，肠外排减少量与抑制剂开始起作用时间及该蛋白在化合物外排转运中所占的比例有关。5). 评价了高脂溶性中药活性成分大鼠体内药动学，通过不同肠模型对数据的拟合情况，确定了描述肠分泌的最佳全身生理药动学模型（引入肠分泌参数CLint,sec,I）。初步阐明了肠分泌的分子机制，外排转运蛋白和吸收转运蛋白对药物肠分泌均起一定作用。通过本项目的研究，已在Drug Metabolism and Disposition、Xenobiotica国际期刊发表SCI收录论文4篇（3篇已见刊，1篇待出版），申请发明专利1项。