毛蕊异黄酮苷体内代谢转化与抗柯萨奇病毒作用关系研究

This laboratory found calycosin- 7 - O -β- D -glucopyranoside (short for Campanulin) which had significant resistance to coxsackie virus and treatment of viral myocarditis, additionally,we found its metabolites having better effects than prototype components and the positive control drug-Ribavirin. This project tried to research the metabolism of Campanulin in vivo,in order to clear its absorption form, metabolic pathway and metabolic mechanism; With the help of enrichment of metabolites, bioactivity-screening ,identification of structure, artificial chemical synthesis of bioactive metabolites,we could assess the effects and mechanisms of Campanulin against CVB3 in vitro,as to clarify the direct effective components.Meanwhile,we could build prototype components and active metabolites of PK -PD model,in order to reveal the relationship between the absorption and metabolism of Campanulin and the resistance to coxsackie virus, as to find out the candidates or lead compounds on the basis of active metabolites,at the same time providing a scientific basis for the research on new drug against coxsackie virus.

本实验室发现黄芪有效成分毛蕊异黄酮-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(简称毛蕊异黄酮苷)具有显著的抗柯萨奇病毒和治疗病毒性心肌炎作用，并发现其代谢产物的药效强于原形成分，也强于阳性对照药Ribavirin。本项目拟通过对毛蕊异黄酮苷体内外代谢转化过程的研究，明确其吸收形式、代谢途径及代谢机制；通过代谢产物的富集、结构鉴定及活性筛选，人工化学合成制备活性代谢产物，进行抗CVB3等药理试验和机制研究，阐明毛蕊异黄酮苷在体内的直接药效物质；建立原形成分和活性代谢产物的PK-PD模型，揭示毛蕊异黄酮苷及其活性代谢产物的吸收、代谢等体内处置过程与抗CVB3作用的关系，为以活性代谢产物为新药"苗子"或先导结构，研发抗柯萨奇病毒创新药物提供科学依据。

本项目通过研究具有抗CVB3活性的毛蕊异黄酮苷的吸收、分布、代谢和药动，发现大鼠口服毛蕊异黄酮苷后，先在肠道菌的作用下生成代谢物毛蕊异黄酮（CLS），CLS再进行脱甲基化、硫酸酯化、葡萄糖醛酸化等多种代谢转化，共生成15种代谢物。尽管原形毛蕊异黄酮苷在体内的暴露量非常低，主要代谢物CLS却在肝脏和心脏等器官中有很高的暴露量。药理筛选表明，代谢物CLS（IC50=6.25μg/ml）比原形（IC50=14.3μg/ml）有更强的抗CVB3活性。通过PK-PD实验，发现含药血清对炎症因子（TNF-α和IL-6）的抑制效果与血清中代谢物CLS浓度呈正相关，利用WinNolin软件拟合获得初步的效应方程。以上结果表明，代谢物CLS是毛蕊异黄酮苷发挥抗CVB3药效的主要活性物质，也解释了口服毛蕊异黄酮苷虽然生物利用度极低（0.17%），但药效却较明显的现象。. 在此基础上，对代谢物CLS的吸收、分布、代谢和药动进行了较系统研究，发现该成分具有较高的生物利用度（45.6%），在体内主要通过葡萄糖醛酸化等代谢途径，生成21种代谢物。我们以CLS为结构参考，合成制备出25个衍生物，16个为未报道的新结构。其中C11的生物利用度高达96.9%，且在模型动物中具有一定的抗CVB3活性，值得进一步研究。. 本项目阐明了代谢物CLS为毛蕊异黄酮苷治疗病毒性心肌炎的体内主要活性物质，合成制备出系列衍生物，其中包括具有明显活性及高生物利用度的化合物，为以活性代谢产物为新药“苗子”或先导结构，研发抗柯萨奇病毒和病毒性心肌炎创新药物提供了科学依据和重要线索。