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本学位论文包括两部分内容,第一部分是中药活性成分在血脑屏障和肠道屏障通透性及相关性研究,第二部分是抗癌药盐酸希明替康猴毒代动力学及其由肝羧酸酯酶介导的代谢研究。 第一部分,中药活性成分在血脑屏障和肠道屏障通透性及相关性研究。肠道屏障和血脑屏障是影响人体药物吸收的两大重要屏障,尤其是对于口服吸收的药物进入体循环需要越过肠肝屏障,进入体循环以后如果要进入大脑发挥治疗作用,还需要通过血脑屏障,这对药物发挥药效作用有很大制约。 微透析是一种新型生物采样技术,可以在麻醉或者清醒的生物体上使用,主要原理为将一种具有透析作用且充满液体的微细探针置于生物体内特定位置,与探针周围组织进行物质交换后测定其内的游离化学物质含量。微透析的优点是可以在基本上不干扰生物体正常生命过程的情况下在体和实时取样,可以研究在体动态变化过程。 体内实验的个体复杂性及实验技术的难度(如脑透析)限制了新药研发的高通量快速进展。本文章主要研究基于Caco-2体外模型,采用大鼠体内模型,运用常规药代动力学和脑透析技术对肠道膜通透性和血脑屏障膜通透性之间的相关性和区别进行了量化研究。 对16个不同中药活性成份进行肠道膜通透性和血脑屏障膜通透性的研究,运用每一个中药活性成分的体外Caco-2体外模型上通透性的数值分别和其体内肠道通透性、血脑屏障通透性建立相关性关系,寻找化合物体外模型预测体内模型的规律,并且将此结果与化合物的理化参数联系起来应用于预测类似化合物体内的肠道膜通透性情况和血脑屏障膜通透性情况。 运用Graphpad Prizm进行S曲线拟合,分别得到Caco-2与肠道膜通透性Fa的相关性公式为:Fa=100/[1+(8.49×10-8/Papp)0.9106],或者Fa=-1.202+2.1854/[1+1×10(-7.075-Papp)×0.9106],R=0.9575,斜率slope=0.9106。Caco-2与大鼠体内血脑屏障膜通透性的相关性为首次建立,公式为:Kp=100/[1+(1.272×10-5/Papp)5.431],或者Kp=0.08194+[0.9191/1+1×10(-4895-Papp)×5.431],R=0.9980,斜率slope=5.431。此双曲线与Fa~Papp不同的是Kp~Papp的S曲线通透性中等的Papp段比较短,曲线斜率较大,上升较快,这揭示了肠道和血脑屏障对化合物透过的特殊规律差异。 据此,我们将体内实验结果和化合物理化参数进行总结,得出好的肠道膜通透性大小对中药活性成分的理化参数要求,分别为cLogP≤5,HA<10,HD<5,HA+HD≤12, TPSA<140(A)2, NROTB<10, MW<500。(Lipinski, Lombardo et al.1997)。而好的血脑屏障膜通透性大小对中药活性成分的理化参数要求,分别为2< cLogP<5,HA<7,HD<3,TPSA<90(A)2, NROTB<8,7.5≤pKa≤10.5, MW(<400/450)(Lipinski 2004, Vastag and Keseru 2009)。 抗癌药盐酸希明替康是已上市新药伊立替康(CPT-11)的结构类似物,具有相同的羧酸酯酶代谢识别基团,盐酸希明替康的大鼠和犬血浆药代动力学和大鼠和裸鼠组织分布研究对其药代动力学特征有了明确的了解,大鼠、小鼠、犬和人的血浆羧酸酯酶结果表明了羧酸酯酶在啮齿类动物中活性更高的特点,这对我们合理分析不同种属药代数据有了好的依据。对盐酸希明替康进行猴毒代动力学研究和不同种属体外肝羧酸酯酶活性研究,不同于啮齿类动物,人、猴、犬血中CEs活性弱,肝中CEs在L-P体内转化为L-2-Z的过程中发挥重要作用,这是对以上药代动力学的补充,从灵长类的毒代研究对类推到人的药代动力学更有意义。