李 彧,曾榮潔,鄭雪卿,郭陳建忠
(福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,福建 福州 350122)
鉤吻為馬錢科鉤吻屬植物鉤吻Gelsemium elegans(Gardn.et Champ.) Benth.全草,是世界聞名的劇毒植物,盛產(chǎn)于閩、粵、桂等地[1]?;瘜W(xué)成分研究表明:鉤吻含有生物堿、環(huán)烯醚萜、三萜及苯丙素類等化合物;其中吲哚類生物堿是其主要活性成分,也是其毒性成分,目前共有將近70種生物堿從該植物中被分離得到[2-6]。藥理實驗表明:鉤吻總生物堿具有顯著的鎮(zhèn)痛作用,但是治療量卻與中毒量較接近[7],因此大大限制了臨床的廣泛應(yīng)用。同時鉤吻還具有抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫等作用[8]。鉤吻素子是從鉤吻中分離得到的一種Koumine型吲哚類生物堿,具有多種生理藥理活性,如抗炎,鎮(zhèn)痛,抗腫瘤,調(diào)節(jié)免疫功能,治療銀屑病以及抗血小板聚集作用等[9-11]。然而有關(guān)鉤吻素子的體內(nèi)外代謝與藥動學(xué)研究尚未見報道。因此,本實驗通過檢測鉤吻素子在大鼠肝微粒體中孵化反應(yīng)后鉤吻素子的剩余量來研究它的酶促反應(yīng)動力學(xué),尋找最優(yōu)孵化體系,為該化合物的代謝酶譜鑒定提供前提條件,同時也為進行該藥材的毒性與代謝相關(guān)性研究奠定實驗基礎(chǔ)。
1.1 儀器 Waters ACQUITY UPLC-MS/MS超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Waters,Milford,USA);HCG-24A氮吹儀(天津恒奧科技發(fā)展有限公司);H2050R-1臺式高效冷凍離心機(湖南湘儀公司);DAIHAN/VM-10渦旋混合器(海門市其林貝爾儀器公司);FA1004精密電子天平(上海衡平儀器儀表廠)。
1.2 試藥 鉤吻素子(上海中藥標(biāo)準(zhǔn)化研究中心提供,批號:20120227);鉤吻堿甲(上海中藥標(biāo)準(zhǔn)化研究中心提供,批號:20120227);氯化鎂(MgCl2)(國藥集團化學(xué)試劑有限公司,批號:F20111220);葡萄糖-6-磷酸(G-6-P)(Sigma 公司,批號 MECD0015 0940),葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G-6-PD)(上海聚生源生物科技有限公司,批號:111027);氧化型輔酶Ⅱ(NADP+)(上海聚生源生物科技有限公司,批號:120117);Wistar大鼠肝微粒體由上海瑞德肝臟疾病研究(上海)有限公司提供,批號:BDVH;甲醇、甲酸為色譜純,水為超純水,其余藥品和溶劑均為分析純。
2.1 溶液的配制
2.1.1 鉤吻素子溶液的配制 精密稱定鉤吻素子對照品適量,溶于甲醇溶液中,配成100 mM的母液,4℃冰箱中保存?zhèn)溆?,臨用前稀釋成所需濃度。
2.1.2 內(nèi)標(biāo)溶液的配制 精密稱定鉤吻堿甲適量,溶于甲醇,配成10 μg/mL的內(nèi)標(biāo)溶液,存放在4℃冰箱中備用。
2.1.3 空白溫孵液 大鼠肝微粒體經(jīng)過100℃高溫滅活,用磷酸鹽緩沖液稀釋成蛋白濃度為0.5 mg/mL的空白溫孵液。
2.2 孵育體系及樣品處理 溫孵體系包括肝微粒體(1.0 mg/mL)、G-6-P(10 mM)、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(1 U/mL)、MgCl2(4 mM)、磷酸鹽緩沖液(100 mM)、底物(相應(yīng)濃度)和 NADP+(1 mM),總體積為200 μL。反應(yīng)體系中有機溶劑的濃度均小于0.5%,反應(yīng)從加入輔助因子NADP+開始,37℃振蕩水浴孵育30 min后,加入冰冷甲醇397 μL和內(nèi)標(biāo)液3 μL,冰浴終止反應(yīng),20 000×g離心10 min,吸取上清液550 μL,在 60℃氮氣流下吹干,用 200 μL 20%甲醇溶液重組復(fù)溶,再20 000×g離心10 min,吸取上清液,進行分析。
2.3 色譜方法與質(zhì)譜條件
2.3.1 液相色譜條件 色譜柱為ACQUITY UPLC BEH C18柱(50 mm×2.1 mm,1.7 μm,Waters,USA);柱溫為40℃;流速為0.3 mL/min;流動相采用含0.1%甲酸的甲醇溶液(A)-0.1%甲酸溶液(B),梯度洗脫(時間 /A%):0/20,1/35,4/35,5/60,6/70,7/20;進樣體積為 1 μL。
2.3.2 質(zhì)譜條件 MS采用正離子、多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式監(jiān)測,離子監(jiān)控通道m(xù)/z 307.1>69.76(鉤吻素子),m/z 323.1>69.76(鉤吻堿甲,內(nèi)標(biāo));毛細(xì)管電壓2.8 kV,錐孔電壓35 V,離子源溫度110℃,脫溶劑溫度 300℃,錐孔氣(N2)流速 50 L/h,脫溶劑氣(N2)流速 450 L/h。
2.4 方法學(xué)考察
2.4.1 專屬性 取空白溫孵液和肝微粒體溫孵樣品(加入 20 μM 鉤吻素子),按“2.2”項下操作方法處理后測定,見圖1。實驗結(jié)果表明空白溫孵液中無內(nèi)源性物質(zhì)干擾目標(biāo)分析物的檢測。
2.4.2 線性關(guān)系 精密量取適量鉤吻素子對照品母液,再用甲醇稀釋成不同濃度的系列標(biāo)準(zhǔn)液,加入空白溫孵液,其余的實驗步驟按“2.2”項下操作方法處理測定。以濃度為橫坐標(biāo),峰面積比值為縱坐標(biāo)作線性回歸,計算得回歸方程y=0.1544x+0.0593(r=0.9939,n=5)。結(jié)果表明: 鉤吻素子在 0.5~30 μM濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.4.3 準(zhǔn)確度與精密度 在空白孵育液中加入不同濃度的鉤吻素子溶液,配置成0.5、5和30 μM的低、中、高3種濃度QC樣品溶液,各6份,按照“2.2”項操作方法處理后進樣測定,連續(xù)測定5 d。計算準(zhǔn)確度和精密度,結(jié)果見表1。
表1 鉤吻素子精密度和準(zhǔn)確度
2.5 酶促動力學(xué)研究
2.5.1 溫孵時間的影響 溫孵體系中底物鉤吻素子的濃度為30 μM,肝微粒體蛋白濃度為1.0 mg/mL,37℃溫孵, 分別于 5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 min取樣,處理后進樣測定。結(jié)果表明:鉤吻素子在0~30 min呈線性減少,30~100 min鉤吻素子的剩余量不再發(fā)生變化,因此反應(yīng)30 min為最佳溫孵時間。
2.5.2 蛋白濃度的影響 孵化體系中鉤吻素子的濃度為30 μM,大鼠肝微粒體蛋白濃度分別為0.25、0.5、1.0、2.0 mg/mL,溫孵 30 min,處理后測定。結(jié)果表明:鉤吻素子的剩余量在0.25~1.0 mg/mL呈線性減少,在1.0~2.0 mg/mL鉤吻素子的剩余量幾乎不再變化,說明酶已接近飽和狀態(tài)。因此選擇1.0 mg/mL為最佳蛋白濃度。
2.5.3 酶促動力學(xué)參數(shù)的測定 鉤吻素子選用濃度為 2、5、10、20 和 30 μM 的體系濃度(S),肝微粒體蛋白濃度 1.0 mg/mL,37℃孵育 30 min,其它步驟同“2.2”項下樣品處理方法。以隨行標(biāo)準(zhǔn)曲線計算鉤吻素子的剩余量,進而求得減少速率(V)。實驗數(shù)據(jù)采用Linewearve-Burk雙倒數(shù)作圖法,以V-1對S-1作圖,得到直線,其縱截距為Vmax-1,橫截距為Km-1進行計算,代謝清除率為Vmax/Km。鉤吻素子的回歸方程為 Y=0.0468X+0.0033,r=0.9899(見圖 2),計算得鉤吻素子的酶促反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)Km為14.2 μmol/L,Vmax為 303.03 pmol/(min·mg·pro) 以及肝清除率CLint(Vmax/Km)為 21.37 μL /(min·mg·pro)。
本實驗利用三重四級桿超高效液相-質(zhì)譜聯(lián)用儀中其質(zhì)譜技術(shù)的多通道監(jiān)測功能和超高效液相色譜技術(shù)的卓越分離能力,使UPLC-MS/MS技術(shù)對檢測樣品的時間和成本大大下降。該技術(shù)有較好選擇性和較高靈敏度,有利于實驗的定量測定。
圖2 鉤吻素子1/V隨1/S變化曲線
肝臟CYP450酶主要存在于肝微粒體中,是動物體中參與外源性物質(zhì)代謝的主要酶系,有種屬性差異。本實驗采用NADP+還原系統(tǒng)啟動酶促反應(yīng),過模擬體內(nèi)環(huán)境,研究鉤吻素子的酶促反應(yīng)動力。依據(jù)鉤吻素子的剩余量隨底物濃度及溫孵時間的變化,找到了最佳溫孵條件。結(jié)果表明:Wistar大鼠肝微粒體中的細(xì)胞色素P450酶參與了鉤吻素子的生物轉(zhuǎn)化。課題組其他成員前期采用SD大鼠肝微粒和HPLC法研究鉤吻素子的代謝,并未發(fā)現(xiàn)代謝產(chǎn)物,這可能與采用的HPLC法靈敏度不足有關(guān)。本實驗結(jié)果為進一步開展鉤吻生物堿的不同種屬動物毒性差異與代謝相關(guān)性研究奠定了基礎(chǔ)。鉤吻素子是中草藥鉤吻中的主要活性與毒性成分之一,通過單一成分在肝微粒體中的代謝研究,為闡明其在體內(nèi)的代謝機制提供實驗數(shù)據(jù)。
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