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目的:
采用Cocktail探针药物法测定经可待因干预后大鼠体内CYP1A2、CYP2B6、CYP2D6、CYP3A4酶的活性以动物模型探究可待因对人体相应P450代谢酶的影响;以甾体代谢网络对可待因的响应特征为基础,采用尿液代谢组学方法建立实验动物模型对可待因的成瘾性进行研究,获取经可待因干预后大鼠尿液中生物标记物的特异性变化以及可待因与大鼠机体生理、病理变动之间的相对联系。
方法:
第一部分:Cocktail探针药物法考察可待因对大鼠P450同工酶活性的影响
健康雄性SD大鼠28只(220±20g)随机分为4组(低、中、高剂量的3个可待因组和1个对照组)每组7只。每天早晨同一时间分别灌胃1次给予3个可待因组大鼠不同剂量的可待因(低组4mg/kg、中组8mg/kg、高组16mg/kg),对照组每天早晨同一时间采用相同灌胃法给予1次等容积的生理盐水。可待因组和对照组大鼠的实验处理持续14天。第15天上午将4种探针药物安非他酮、美托洛尔、非那西丁、咪达唑仑混入玉米油中,单剂量灌胃给予各组大鼠10mg/kg的安非他酮、美托洛尔、非那西丁、咪达唑仑玉米油,4种探针药物灌胃后分别于0.0833、0.5、1、2、3、4、6、8、12、24小时从大鼠尾静脉采集血液(0.3毫升)样本,经肝素化后置于1.5毫升聚乙烯管,通过具有ACQUITYUPLCI-Class系统的UPLC-MS/MS和配备有电喷雾电离(ESI)界面的XEVOTQD三重四极杆的液质联用仪测定大鼠血浆样品中探针药物安非他酮,美托洛尔,非那西丁,咪达唑仑的浓度同时分析和鉴定这些探针药物,通过DAS3.0版数据分析系统分析血浆中探针药物相对于时间的浓度,绘制药物浓度-时间曲线图;在药代动力学研究后,从大鼠尾静脉采集血液样品用于血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)以及天冬氨酸氨基转移酶(AST)、白蛋白(ALB)、碱性磷酸酶(ALP)和肌酸酐(Cr)、尿酸(UA)的生化测试。采用血液学检查以测量大鼠血清样品中ALT、AST、ALP、ALB、Cr和UA的活性,用于评估肝、肾的功能。采用SPSS19.0统计软件对可待因组和对照组的主要药代动力学参数和生化结果进行统计分析;通过t检验评估统计学显著性(检验水准α取0.05,P<0.05被认为是统计学显著的差异)。
第二部分:气相色谱-质谱法研究可待因对大鼠尿液代谢的影响
健康雄性SD大鼠28只(220±20g)随机分为4组(低、中、高剂量的3个可待因组和1个对照组)每组7只。每天早晨同一时间分别灌胃一次给予3个可待因组的大鼠不同剂量的可待因(低组1mg/kg、中组2mg/kg、高组4mg/kg),对照组每天早晨同一时间采用相同灌胃法给予生理盐水(1mg/kg)1次。可待因组和对照组大鼠的实验处理持续14天。第15天上午8:00从4组大鼠中收集尿液样本,使用SIMCA-P13.0软件通过主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法判别分析法(PLS-DA)处理这些样本数据。并分别导出3个不同剂量可待因组以及对照组的PCA和PLS-DA的得分图、相应的载荷图以及各组的PCA、PLS-DA3D评分结果图。通过自带ChemStation软件的GC-MS仪测定3个不同剂量的可待因组以及对照组大鼠尿液中代谢产物的变化以获取生物标志物数据,采用代谢组分析工具Metaboanalyst进行后续生物标志物的代谢通路分析。可待因组和对照组所得结果的数据分析使用SPSS18.0统计软件,两组之间的差异性检测采用独立样本t检验(本研究取检验水准α取0.05并以P<0.05结果为具有统计学显著差异)。
结果:
1.①药代动力学的影响:
各剂量可待因组对CYP2B6探针药物安非他酮在大鼠体内药动学参数的影响:安非他酮在可待因低剂量组中的药代动力学行为与对照组相比其药动学参数AUC(0-t)、AUC(0-∞)、Cmax均增加了(P<0.05);而C1z/F、Vz/F明显降低了(P<0.01);t1/2Z则不具有统计学显著差异(P>0.05)。安非他酮在可待因中剂量组中的药代动力学行为与对照组相比,其t1/2Z增加了(P<0.05);AUC(0-t)、AUC(0-∞)、Cmax均明显增加了(P<0.01);而Clz/F、Vz/F则明显降低了(P<0.01)。安非他酮在可待因高剂量组中的药代动力学行为与对照组相比药动学参数Cmax增加了(P<0.05);AUC(0-t)、AUC(0-∞)、t1/2Z、Clz/F均明显增加了(P<0.01);而Vz/F则不具有统计学显著差异(P>0.05)。
各剂量可待因组对CYP2D6探针药物美托洛尔和CYP1A2探针药物非那西丁在大鼠体内药动学参数的影响:美托洛尔在3个不同剂量的可待因组的药代动力学行为与对照组相比均没有明显差异(P>0.05);非那西丁药动学参数的影响结果和美托洛尔完全相同。
各剂量可待因组对CYP3A4探针药物咪达唑仑在大鼠体内药动学参数的影响:咪达唑仑在可待因低剂量组中的药代动力学行为与对照组相比Cmax增加了(P<0.05);药动学参数Vz/F则降低了(P<0.05);而AUC(0-t)、AUC(0-∞)、t1/2Z、Clz/F均不具有统计学显著差异(P>0.05)。咪达唑仑在可待因中剂量组以及可待因高剂量组的药代动力学行为与对照组相比均无统计学意义(P>0.05)。
②生化测试的结果:
经不同剂量可待因干预后各组大鼠肝、肾功能指标的变化:低剂量可待因组与对照组相比大鼠肝功能指标AST增加了(P<0.05);尿酸UA则明显增加了(P<0.01);而其余指标ALB、ALP、Cr、ALT与对照组相比均不具有统计学显著差异(P>0.05);中剂量可待因组与对照组相比尿酸UA增加了(P<0.05);肝功能两项指标ALT、AST均明显增加了(P<0.01);而其余指标ALB、ALP、Cr与对照组相比均不具有统计学显著差异(P>0.05)。;高剂量可待因组与对照组相比肝功能指标ALT、AST和尿酸UA均增加了(P<0.05);而其余指标ALB、ALP、Cr则不具有统计学显著差异(P>0.05)。
2.由各组尿液样品的PCA与PLS-DA得分图可知PLS-DA的分离效果明显比PCA好,故采用PLS-DA去分析不同剂量的可待因与对照组之间代谢产物的改变:低剂量可待因组与对照组相比两组不具有统计学显著差异(P>0.05);中剂量可待因组与对照组相比果胶(Lyxose)、辛酰胺类化合物(Octanamide)均增加了(P<0.05);2-己二酸(2-Hexenedioicacid)、D-阿拉伯酸(D-Arabinonicacid)则明显增加(P<0.01);其余代谢产物变化均不具有统计学显著差异(P>0.05);高剂量可待因组与对照组相比甘油(glycerol)、丁酸(Butanoicacid)、吡喃葡萄糖类化合物(Glucopyranose)、核糖酸(Ribonicacid)、核糖醇(Ribitol)、苯丙氨酸(Benzenepropanoicacid)、2-己二酸(2-Hexenedioicacid)、D-葡萄糖(D-Glucose)、D-阿拉伯酸(D-Arabinonicacid)均增加了(P<0.05);赤藓糖(Erythrose)、辛酰胺类化合物(Octanamide)则明显增加了(P<0.01);其余代谢产物变化均不具有统计学显著差异(P>0.05)。
结论:
1.可待因胃内给药会抑制大鼠CYP2B6和CYP3A4的酶活性;可待因不能诱导或抑制CYP2D6和CYP1A2的酶活性;可待因胃内给药会导致大鼠肝损伤,对大鼠肾功能则无明显影响。
2.可待因可诱导大鼠代谢紊乱,但低剂量可待因对大鼠体内代谢产物改变无明显影响;而中剂量,高剂量的可待因则会促进某些碳水化合物的生成造成糖代谢紊乱,也造成某些氨基酸和甘油在体内的堆积扰乱了正常的新陈代谢,还促进了辛酰胺类化合物等有害物质生成的增加。
采用Cocktail探针药物法测定经可待因干预后大鼠体内CYP1A2、CYP2B6、CYP2D6、CYP3A4酶的活性以动物模型探究可待因对人体相应P450代谢酶的影响;以甾体代谢网络对可待因的响应特征为基础,采用尿液代谢组学方法建立实验动物模型对可待因的成瘾性进行研究,获取经可待因干预后大鼠尿液中生物标记物的特异性变化以及可待因与大鼠机体生理、病理变动之间的相对联系。
方法:
第一部分:Cocktail探针药物法考察可待因对大鼠P450同工酶活性的影响
健康雄性SD大鼠28只(220±20g)随机分为4组(低、中、高剂量的3个可待因组和1个对照组)每组7只。每天早晨同一时间分别灌胃1次给予3个可待因组大鼠不同剂量的可待因(低组4mg/kg、中组8mg/kg、高组16mg/kg),对照组每天早晨同一时间采用相同灌胃法给予1次等容积的生理盐水。可待因组和对照组大鼠的实验处理持续14天。第15天上午将4种探针药物安非他酮、美托洛尔、非那西丁、咪达唑仑混入玉米油中,单剂量灌胃给予各组大鼠10mg/kg的安非他酮、美托洛尔、非那西丁、咪达唑仑玉米油,4种探针药物灌胃后分别于0.0833、0.5、1、2、3、4、6、8、12、24小时从大鼠尾静脉采集血液(0.3毫升)样本,经肝素化后置于1.5毫升聚乙烯管,通过具有ACQUITYUPLCI-Class系统的UPLC-MS/MS和配备有电喷雾电离(ESI)界面的XEVOTQD三重四极杆的液质联用仪测定大鼠血浆样品中探针药物安非他酮,美托洛尔,非那西丁,咪达唑仑的浓度同时分析和鉴定这些探针药物,通过DAS3.0版数据分析系统分析血浆中探针药物相对于时间的浓度,绘制药物浓度-时间曲线图;在药代动力学研究后,从大鼠尾静脉采集血液样品用于血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)以及天冬氨酸氨基转移酶(AST)、白蛋白(ALB)、碱性磷酸酶(ALP)和肌酸酐(Cr)、尿酸(UA)的生化测试。采用血液学检查以测量大鼠血清样品中ALT、AST、ALP、ALB、Cr和UA的活性,用于评估肝、肾的功能。采用SPSS19.0统计软件对可待因组和对照组的主要药代动力学参数和生化结果进行统计分析;通过t检验评估统计学显著性(检验水准α取0.05,P<0.05被认为是统计学显著的差异)。
第二部分:气相色谱-质谱法研究可待因对大鼠尿液代谢的影响
健康雄性SD大鼠28只(220±20g)随机分为4组(低、中、高剂量的3个可待因组和1个对照组)每组7只。每天早晨同一时间分别灌胃一次给予3个可待因组的大鼠不同剂量的可待因(低组1mg/kg、中组2mg/kg、高组4mg/kg),对照组每天早晨同一时间采用相同灌胃法给予生理盐水(1mg/kg)1次。可待因组和对照组大鼠的实验处理持续14天。第15天上午8:00从4组大鼠中收集尿液样本,使用SIMCA-P13.0软件通过主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法判别分析法(PLS-DA)处理这些样本数据。并分别导出3个不同剂量可待因组以及对照组的PCA和PLS-DA的得分图、相应的载荷图以及各组的PCA、PLS-DA3D评分结果图。通过自带ChemStation软件的GC-MS仪测定3个不同剂量的可待因组以及对照组大鼠尿液中代谢产物的变化以获取生物标志物数据,采用代谢组分析工具Metaboanalyst进行后续生物标志物的代谢通路分析。可待因组和对照组所得结果的数据分析使用SPSS18.0统计软件,两组之间的差异性检测采用独立样本t检验(本研究取检验水准α取0.05并以P<0.05结果为具有统计学显著差异)。
结果:
1.①药代动力学的影响:
各剂量可待因组对CYP2B6探针药物安非他酮在大鼠体内药动学参数的影响:安非他酮在可待因低剂量组中的药代动力学行为与对照组相比其药动学参数AUC(0-t)、AUC(0-∞)、Cmax均增加了(P<0.05);而C1z/F、Vz/F明显降低了(P<0.01);t1/2Z则不具有统计学显著差异(P>0.05)。安非他酮在可待因中剂量组中的药代动力学行为与对照组相比,其t1/2Z增加了(P<0.05);AUC(0-t)、AUC(0-∞)、Cmax均明显增加了(P<0.01);而Clz/F、Vz/F则明显降低了(P<0.01)。安非他酮在可待因高剂量组中的药代动力学行为与对照组相比药动学参数Cmax增加了(P<0.05);AUC(0-t)、AUC(0-∞)、t1/2Z、Clz/F均明显增加了(P<0.01);而Vz/F则不具有统计学显著差异(P>0.05)。
各剂量可待因组对CYP2D6探针药物美托洛尔和CYP1A2探针药物非那西丁在大鼠体内药动学参数的影响:美托洛尔在3个不同剂量的可待因组的药代动力学行为与对照组相比均没有明显差异(P>0.05);非那西丁药动学参数的影响结果和美托洛尔完全相同。
各剂量可待因组对CYP3A4探针药物咪达唑仑在大鼠体内药动学参数的影响:咪达唑仑在可待因低剂量组中的药代动力学行为与对照组相比Cmax增加了(P<0.05);药动学参数Vz/F则降低了(P<0.05);而AUC(0-t)、AUC(0-∞)、t1/2Z、Clz/F均不具有统计学显著差异(P>0.05)。咪达唑仑在可待因中剂量组以及可待因高剂量组的药代动力学行为与对照组相比均无统计学意义(P>0.05)。
②生化测试的结果:
经不同剂量可待因干预后各组大鼠肝、肾功能指标的变化:低剂量可待因组与对照组相比大鼠肝功能指标AST增加了(P<0.05);尿酸UA则明显增加了(P<0.01);而其余指标ALB、ALP、Cr、ALT与对照组相比均不具有统计学显著差异(P>0.05);中剂量可待因组与对照组相比尿酸UA增加了(P<0.05);肝功能两项指标ALT、AST均明显增加了(P<0.01);而其余指标ALB、ALP、Cr与对照组相比均不具有统计学显著差异(P>0.05)。;高剂量可待因组与对照组相比肝功能指标ALT、AST和尿酸UA均增加了(P<0.05);而其余指标ALB、ALP、Cr则不具有统计学显著差异(P>0.05)。
2.由各组尿液样品的PCA与PLS-DA得分图可知PLS-DA的分离效果明显比PCA好,故采用PLS-DA去分析不同剂量的可待因与对照组之间代谢产物的改变:低剂量可待因组与对照组相比两组不具有统计学显著差异(P>0.05);中剂量可待因组与对照组相比果胶(Lyxose)、辛酰胺类化合物(Octanamide)均增加了(P<0.05);2-己二酸(2-Hexenedioicacid)、D-阿拉伯酸(D-Arabinonicacid)则明显增加(P<0.01);其余代谢产物变化均不具有统计学显著差异(P>0.05);高剂量可待因组与对照组相比甘油(glycerol)、丁酸(Butanoicacid)、吡喃葡萄糖类化合物(Glucopyranose)、核糖酸(Ribonicacid)、核糖醇(Ribitol)、苯丙氨酸(Benzenepropanoicacid)、2-己二酸(2-Hexenedioicacid)、D-葡萄糖(D-Glucose)、D-阿拉伯酸(D-Arabinonicacid)均增加了(P<0.05);赤藓糖(Erythrose)、辛酰胺类化合物(Octanamide)则明显增加了(P<0.01);其余代谢产物变化均不具有统计学显著差异(P>0.05)。
结论:
1.可待因胃内给药会抑制大鼠CYP2B6和CYP3A4的酶活性;可待因不能诱导或抑制CYP2D6和CYP1A2的酶活性;可待因胃内给药会导致大鼠肝损伤,对大鼠肾功能则无明显影响。
2.可待因可诱导大鼠代谢紊乱,但低剂量可待因对大鼠体内代谢产物改变无明显影响;而中剂量,高剂量的可待因则会促进某些碳水化合物的生成造成糖代谢紊乱,也造成某些氨基酸和甘油在体内的堆积扰乱了正常的新陈代谢,还促进了辛酰胺类化合物等有害物质生成的增加。