基于吸收机制和PK-PD模型的黔产荭草花药代动力学研究

The flowers of Polygonum orientale is a commonly used medicine of the folk and minority nationalities in Guizhou province , has the latent medicinal developing value. Our group had definite that the flowers is the medicinal parts of Polygonum orientale on Anti-Myocardial Ischemia through the National Natural Science Foundation "The study on effective substance of Polygonum orientale L."(30860366), and studied systematically on chemical constituents, pharmacological action and serum pharmacochemistry research. This research will regard the whole elements the starting point, analyze with UPLC-MS/MS, determination the intestinal permeability,characteristics of absorption of the main active ingredient of the flowers by organs and cellular level in vivo and vitro. Analysis the studies of metabolism in vivo to determine the form and its metabolism way and mechanism to component of the flowers. Establish multicomponent PK-PD model to determine the Pharmacokinetics and Pharmacodynamic to develop and validate the holistic pharmacokinetic properties.Through the above studies, the effective substance of the flowers on Anti-Myocardial Ischemia is elucidated which lay a theoretical and experimental foundation for mechanism and drug development of the flowers of Polygonum orientale L.

荭草花为蓼科植物荭草的花序，是贵州省民间及少数民族常用药物，课题组在国家自然科学基金"基于体内直接作用物质的荭草药效物质基础研究"（30860366）中明确了荭草花是荭草抗心肌缺血的药用有效部位，具有比全株"荭草"更明显的抗心肌缺血作用，并完成了荭草花化学成分、有效组分及血清药物化学初步研究。本课题将在前期工作基础上，以UPLC-MS/MS为基本手段，从在体、离体器官和细胞水平多角度研究荭草花活性成分的小肠吸收特性，揭示其吸收机制，同时通过体内代谢研究，明确荭草花中各成分在体内的存在形式及其代谢途径，并结合心肌细胞氧化损伤模型开展多效应成分的PK-PD相关性研究，探讨荭草花在体内的动力学过程和产生药理效应的动态变化及其抗心肌缺血作用机制，揭示荭草花整体药动学特征，阐明体内与抗心肌缺血作用直接相关的物质，为荭草花创新药物研制和药用资源深度开发奠定科学依据。

荭草花为蓼科植物荭草的花序，是贵州省民间及少数民族常用药物，具有比全株"荭草"更明显的抗心肌缺血作用，存在潜在的药用开发前景。本课题针对荭草花药效物质基础及体内过程尚不清楚的问题，应用在体肠灌流、离体肠外翻、Caco-2细胞模型，从整体、器官和细胞水平考察了荭草花提取物的可被吸收成分、吸收机制、吸收影响因素，提示不同模型的结果存在相似性，原儿茶酸等成分在各肠道的吸收趋势为十二指肠、空肠、回肠>结肠， P-糖蛋白参与了槲皮素和山奈酚的摄取过程；研究完成了荭草花有效组分大鼠体内代谢、大鼠及人肠道菌群体外代谢、大鼠在体循环肠灌流代谢，其代谢途径为氢化还原、开环裂解、羟基化等代谢产物为主的Ⅰ相反应以及甲基葡萄糖醛酸化、葡萄糖醛酸化、硫酸化等代谢产物为主的Ⅱ相反应，明确了其吸收进入体内的成分及其代谢产物；利用H9c2心肌细胞/UHPLC-Q-TOF-MS技术研究了荭草花抗心肌缺血作用的活性成分，初步筛选出荭草花提取物中可与心肌细胞结合的17个潜在活性成分；利用心肌细胞氧化损伤模型和血清药理学方法研究了荭草花抗心肌缺血作用，表明荭草花含药血清能减少LDH外漏，降低MDA产生，升高SOD活力，上调Bcl-2基因及蛋白的表达，下调Caspase-3基因及蛋白的表达，表明荭草花具有抗H2O2所致心肌细胞凋亡的保护作用。研究了荭草花提取物中原儿茶酸、山奈素-鼠李糖苷等6种代表性活性成分在正常和心肌缺血再灌注损伤（MIRI）模型大鼠体内的药动学特征，6个成分在MIRI鼠体内的半衰期显著延长；并建立了PK-PD模型，揭示了荭草花与抗心肌缺血作用直接相关的物质和其作用机制；建立了基于荭草花药效物质的多指标质量控制新方法，为荭草花及其相关产品的质量控制提供了参考。上述研究探讨了基于体内ADME过程和UPLC-Q-TOF/MS技术研究中药药效基础的思路，为荭草花创新药物研制及药材资源深度开发提供了科学依据。