齊明明,張文萌,印書(shū)霞,孫建博*
(1.中國(guó)藥科大學(xué)中藥學(xué)院,江蘇南京 210009)(2.臨沂市檢驗(yàn)檢測(cè)中心,山東臨沂 276000)(3.康道生物(南通)有限公司,江蘇南通 226000)
紅曲是傳統(tǒng)的曲類中藥,在我國(guó)有近千年的使用歷史[1],是以粳米為原料由曲霉科真菌紅曲霉的菌絲體發(fā)酵而形成的紅米曲[2],用于食物色素、酒和肉類儲(chǔ)存已有數(shù)百年歷史[3]。紅曲中的藥用成分主要有洛伐他汀、紅曲色素、甾醇類、十氫化萘、γ-氨基丁酸和不飽和脂肪酸等[4-5]。洛伐他汀是β-羥基-甲戊二酸單酰輔酶A 還原酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑[6],可抑制膽固醇的合成,增加低密度脂蛋白受體合成,臨床上主要用于高血脂的治療[7]。此外,紅曲還有降低血糖、血壓等作用[8-9]。納豆凍干粉中含有一種水溶性的單鏈多肽絲氨酸蛋白酶,即納豆激酶(NK),其對(duì)血栓、急性心肌梗死、腦血栓中風(fēng)、脈管栓塞等血栓性疾病的預(yù)防和治療具有一定意義[10]。有研究表明NK 具有溶解纖維蛋白的活性[11],每天補(bǔ)充一定量的NK,持續(xù)兩個(gè)月,可降低健康受試者體內(nèi)的纖維蛋白原和凝血因子含量[12],且NK 的纖溶活性作用效果快、安全性高[13]。納豆紅曲復(fù)合物(Natto monascus complex,NMC)是由紅曲、植物甾醇、納豆凍干粉為主要原料制成的一種保健食品,研究顯示其具有輔助降血脂的效果[14-17]。
目前市面上含有紅曲、納豆等成分的保健食品種類眾多,雖然已有研究顯示這類保健食品具有一定的降脂溶栓藥理作用,但相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍相對(duì)較少,且缺乏相關(guān)的藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究。因此,本實(shí)驗(yàn)旨在研究NMC 對(duì)高脂飲食(High fat diet,HFD)誘導(dǎo)大鼠模型血脂水平的影響。此外,由于之前的研究[18]顯示NMC 中主要的降脂藥效成分是洛伐他汀,因而本研究選用洛伐他汀作為指標(biāo)性成分,考察了其在比格犬體內(nèi)的藥物代謝動(dòng)力學(xué)過(guò)程,以期為納豆、紅曲類保健食品的研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
納豆紅曲復(fù)合物(批號(hào):20181123)購(gòu)自康道生物(南通)有限公司;低密度脂蛋白膽固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)測(cè)定試劑盒(貨號(hào):A113-1-1)、高密度脂蛋白膽固醇(High density lipoprotein cholesterol,HDL-C)測(cè)定試劑盒(貨號(hào):A112-1-1)、總甘油三酯(Total triglyceride,TG)測(cè)定試劑盒(貨號(hào):A110-1-1)以及總膽固醇(Total cholesterol,TC)測(cè)定試劑盒(貨號(hào):A111-1-1)購(gòu)自南京建成生物工程研究所;洛伐他汀膠囊(批號(hào)19021211)購(gòu)自南京森貝伽生物科技有限公司。
Spectra Max iD5 多功能酶標(biāo)儀,美谷分子儀器(上海)有限公司;Agilent LC-MS6420 質(zhì)譜檢測(cè)儀,安捷倫科技有限公司;高效液相色譜檢測(cè)儀,島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司;Eclipse Plus C18RRHD 色譜柱,安捷倫科技有限公司。
0.5%羧甲基纖維素鈉溶液(0.5% CMC-Na)的配制:精密稱取CMC-Na 粉末5.0 g,加入至1000 mL加熱至60 ℃后的三蒸水中,均勻鋪撒于液面,80 ℃加熱攪拌,現(xiàn)用現(xiàn)配。
NMC 混懸液的配制:將NMC 粉碎為粉末,過(guò)篩。精密稱取16.2 g、32.4 g 和64.8 g 粉末,分別加入100 mL 的0.5% CMC-Na 溶液中混懸,配制成濃度分別為16.2 g/100 mL、32.4 g/100 mL 以及64.8 g/100 mL 的NMC 混懸液。
洛伐他汀混懸液的配制:精密稱取洛伐他汀180 mg,加入100 mL 的0.5% CMC-Na 溶液中混懸,現(xiàn)用現(xiàn)配。
10%水合氯醛溶液的配制:稱取10.0 g 的水合氯醛粉末,加入生理鹽水100 mL 溶解,配制成4%的溶液,現(xiàn)用現(xiàn)配,使用前冷藏。
180~220 g SD 大鼠,SPF 級(jí),雌雄各半,購(gòu)自南京青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng),許可證號(hào):SCXK(滬)2018-0004。6~8 m 齡比格犬(普通級(jí)),體重約10 kg,6 只,雌雄各半,購(gòu)自南京青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng),許可證號(hào):SCXK(滬)2018-0007。大鼠高脂飼料(貨號(hào):TP25540)由南通特洛菲飼料科技有限公司提供。比格犬飼料購(gòu)自南京青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng)。飼養(yǎng)條件:室溫22~25 ℃,相對(duì)濕度:60%±10%,自然光線,自由飲水進(jìn)食,適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d。本實(shí)驗(yàn)已獲得中國(guó)藥科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
SD 大鼠隨機(jī)分為正常組和實(shí)驗(yàn)組。正常組大鼠給予普通飼料,實(shí)驗(yàn)組給予高脂飼料,連續(xù)喂養(yǎng)4 w后,于眼眶靜脈叢取血1.5 mL,分別測(cè)定LDL-C、HDL-C、TG 以及TC 的水平。若實(shí)驗(yàn)組大鼠的血脂水平與正常組相比出現(xiàn)顯著性差異,即為造模成功。
將造模成功的大鼠隨機(jī)分為5 組,即模型組、陽(yáng)性藥洛伐他汀組(1.8 mg/kg)、NMC 低劑量組(162 mg/kg)、NMC 中劑量組(324 mg/kg)、和NMC 高劑量組(648 mg/kg),每組各8 只。隨后,正常組大鼠給與普通飼料,而其余各組大鼠則繼續(xù)給予高脂飼料,并開(kāi)始灌胃給藥,每天一次,連續(xù)給藥4 w,正常組和模型組則給予等量的0.5% CMC-Na 溶液。
給藥結(jié)束后,大鼠禁食12 h,然后于眼眶靜脈叢取血1.5 mL,4 ℃靜置2 h 后于4000 r/min 條件下離心20 min,取上層血清,分別使用TC、TG、HDL-C、LDL-C 試劑盒測(cè)定血脂相關(guān)指標(biāo)。
色譜柱:EclipsePlus C18RRHD(1.8 μm,2.1×50 mm),流動(dòng)相由乙腈:水=65:35(V/V)組成,進(jìn)樣體積3 μL,流速0.2 mL/min,柱溫30 ℃,離子源溫度350 ℃,去簇電壓170 V,碰撞電壓27 V。
質(zhì)譜離子化方式:電噴霧離子化(ESI),正離子模式;多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)。洛伐他汀[M+Na]+m/z:427.2→325.2,辛伐他汀[M+Na]+m/z:441.2→325.2。
在此條件下測(cè)得的洛伐他汀有較好的分離度。
血漿樣品的處理:取500 μL 血漿置于抗凝離心管中,精密加入內(nèi)標(biāo)溶液1500 μL,于5 ℃、10000 r/min 條件下離心10 min,連續(xù)兩次,隨后吸取上層血漿移入聚丙烯管中密封,置于-80 ℃冰箱中冷凍保存?zhèn)溆谩?/p>
精密稱取辛伐他汀和甲苯磺丁脲各1.00 mg,加入乙腈定容至10 mL,即得0.1 mg/mL 的辛伐他汀和甲苯磺丁脲的混合溶液。隨后用乙腈稀釋至10 ng/mL,即得內(nèi)標(biāo)溶液。
取6 只健康比格犬,口服給予8 片NMC。分別于給藥前(0 h)和給藥后0.5、1、2、3、4、5、6、8、12 h 和24 h 采集腿靜脈血2 mL,置于抗凝的離心管中。
所有的數(shù)據(jù)結(jié)果均以mean±SEM 表示,采用單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,若p<0.05 則表示存在顯著性差異,若p<0.01 則表示存在極顯著性差異。
2.1.1 大鼠一般情況
適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后,SD 大鼠飲食正常,毛色光亮,精神狀態(tài)良好,敏捷度良好,活動(dòng)反應(yīng)能力正常。分組喂養(yǎng)4 w 后,正常組大鼠無(wú)明顯變化,而HFD 誘導(dǎo)大鼠食欲降低,毛色發(fā)黃無(wú)光澤,糞便稀溏,血液黏稠。
2.1.2 高脂血癥大鼠模型的建立
如表1 所示,造模4 w 后,與正常組相比,HFD誘導(dǎo)大鼠的血清中LDL-C與TC 水平均顯著升高(p<0.01),TG 水平明顯升高(p<0.05),證明大鼠高脂血癥模型造模成功。
表1 正常組大鼠與HFD 誘導(dǎo)大鼠血脂情況Table 1 The blood fat data of normal and HFD-induced rats(mmol/L,mean±SEM)
2.1.3 NMC 對(duì)HFD 誘導(dǎo)大鼠血脂的影響
給藥4w 后,采用相應(yīng)試劑盒測(cè)定各組大鼠血清中LDL-C、HDL-C、TC 和TG 水平,結(jié)果如表2 所示。各組大鼠血清中的HDL-C 無(wú)顯著性差異。與空白組相比,模型組大鼠血清中LDL-C(10.35 vs.0.28)、TC(15.29 vs.1.57)以及TG(0.44 vs.0.32)水平均顯著升高(p<0.01)。與模型組相比,NMC 低、中劑量組大鼠血清中LDL-C(8.04,8.11)以及TG(0.22,0.23)水平顯著降低(p<0.01),且NMC 高劑量組大鼠血清中LDL-C(6.53)、TC(10.53)以及TG(0.28)水平均顯著降低(p<0.01)。此外,洛伐他汀也可顯著降低HFD 誘導(dǎo)大鼠血清中的LDL-C(7.93)、TC(11.86)以及TG(0.25)水平,但與NMC 高劑量組無(wú)顯著性差異(p>0.05)。這些結(jié)果表明,NMC 灌胃給藥可降低HFD 誘導(dǎo)大鼠的血脂水平,其作用具有劑量依賴性,且高劑量的作用效果與洛伐他汀相當(dāng)。
表2 NMC 對(duì)HFD 誘導(dǎo)大鼠血脂的影響Table 2 The effects of NMC on the blood fat of HFD-induced rats (mmol/L,mean±SEM)
2.1.4 NMC 對(duì)HFD 誘導(dǎo)大鼠肝臟病理學(xué)的影響
如圖1 所示,給藥4 w 后,正常組大鼠肝臟外觀呈深紅色,表面光滑細(xì)膩,斷面無(wú)顆粒,質(zhì)地柔軟堅(jiān)韌。模型組大鼠肝臟顏色變淺,呈淡黃色,質(zhì)地變硬且易碎,斷面呈顆粒狀,體積變化不明顯。NMC 低、中、高劑量組大鼠肝臟顏色逐漸加深,有顆粒狀斑點(diǎn),肝臟斷面呈顆粒狀,洛伐他汀組大鼠肝臟顏色則偏淡紅色。
圖1 各組具有代表性的大鼠肝臟外觀照片F(xiàn)ig.1 The representative liver photographs of rats from different groups
隨后,本研究運(yùn)用蘇木精-伊紅染色法檢測(cè)了NMC 對(duì)HFD 誘導(dǎo)大鼠肝臟組織病理學(xué)的影響。染色結(jié)果如圖2 所示,正常組大鼠肝細(xì)胞形態(tài)正常,細(xì)胞邊界及細(xì)胞核清晰,胞漿呈粉紅色(圖2a)。與正常組相比,模型組大鼠肝臟組織出現(xiàn)炎性細(xì)胞浸潤(rùn),肝細(xì)胞體積顯著增大且腫脹,核顏色加深,細(xì)胞間界限不清,胞漿中出現(xiàn)較大的脂肪滴,將細(xì)胞核擠向一側(cè),呈重度脂肪樣變化(圖2b)。而與模型組相比,NMC中、高劑量組大鼠肝臟組織炎性細(xì)胞浸潤(rùn)以及脂肪樣變性減輕,細(xì)胞形態(tài)明顯改善,細(xì)胞間界限較為清晰,且作用效果與洛伐他汀相當(dāng)(圖2d~f)。
圖2 NMC 對(duì)HFD 誘導(dǎo)大鼠肝臟組織病理學(xué)的影響(400×)Fig.2 The effects of NMC on the liver histopathology of HFD-induced rats (400×)
2.2.1 NMC 在比格犬體內(nèi)的濃度-時(shí)間曲線
本研究通過(guò)HPLC 法檢測(cè),精密稱定洛伐他汀標(biāo)準(zhǔn)品12.50 mg,梯度稀釋,在238 nm 下測(cè)得吸光度,以峰面積積分值為縱坐標(biāo)Y,進(jìn)樣濃度X(mg)為橫坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,得標(biāo)準(zhǔn)曲線Y=2685.3X+83128,r=1。精密稱定納豆紅曲復(fù)合物20.00 mg,加入乙腈溶液定容至10 mL 容量瓶中,在238 nm 處測(cè)吸光度,代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,計(jì)算得每20 mg NMC 復(fù)合物中含有洛伐他汀0.355 mg。
本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用LC-MS 技術(shù)檢測(cè)比格犬給與NMC后,其血漿中洛伐他汀的濃度變化,得到的血藥濃度-時(shí)間曲線如圖3 所示,在比格犬體內(nèi),NMC 給藥后洛伐他汀的達(dá)峰時(shí)間Tmax為1.17 h,峰濃度Cmax為62.33 ng/mL。
圖3 比格犬口服NMC 后血漿中洛伐他汀的藥物濃度-時(shí)間曲線Fig.3 The concentration-time curve of lovastatin in the plasma from beagle dogs after oral administration of NMC(Mean±SEM,n=6)
2.2.2 NMC 在比格犬體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)
隨后本研究根據(jù)前面的藥物濃度-時(shí)間曲線,用統(tǒng)計(jì)矩法計(jì)算了NMC 中洛伐他汀在比格犬血漿中的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù),主要包括末端相消除半衰期T1/2、血藥濃度-時(shí)間曲線下面積AUC、體內(nèi)滯留時(shí)間MRT,以及Tmax和Cmax實(shí)測(cè)值等,具體數(shù)據(jù)如表3 所示。
表3 NMC 單次給藥后比格犬血漿中洛伐他汀的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 3 The pharmacokinetic parameters of lovastatin in the plasma of beagle dogs after a single doseof NMC
本采用LC-MS技術(shù)測(cè)定了NMC給藥后比格犬血漿中洛伐他汀的濃度變化,并進(jìn)行了藥代動(dòng)力學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,NMC 口服給藥后,其成分洛伐他汀在比格犬體內(nèi)的消除半衰期T1/2為5.95 h,以梯形法計(jì)算得的血藥濃度-時(shí)間曲線下面積AUC(0-24)為137.40 mg/L×h,AUC(0-∞)為165.99 mg/L×h,平均體內(nèi)滯留時(shí)間MRT 為7.83 h。
洛伐他汀可以通過(guò)多種方法進(jìn)行檢測(cè),其中主要以HPLC 和LC-MS/MS 為主[16]。HPLC-UV 紫外檢測(cè)法靈敏度較低,最低檢測(cè)限較高,難以準(zhǔn)確測(cè)定洛伐他汀的血藥濃度,且LC-MS 中的選擇性離子檢測(cè)(SIM)模式準(zhǔn)確度也較低,誤差較大。而本實(shí)驗(yàn)使用的Agilent 6420 三重四極桿質(zhì)譜檢測(cè)儀,其多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式可以同時(shí)準(zhǔn)確定量樣品中待測(cè)物和內(nèi)標(biāo)物的含量,具有高效、特異性強(qiáng)、靈敏高等特點(diǎn),被廣泛用于研究藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特征。辛伐他汀為洛伐他汀的同系物,常被用作內(nèi)標(biāo)物,以解決質(zhì)譜檢測(cè)器信號(hào)相對(duì)不穩(wěn)定的問(wèn)題[19,20]。此外,此實(shí)驗(yàn)條件下洛伐他汀和辛伐他汀的[M+Na]+均比[M+H]+峰響應(yīng)值高,且更為穩(wěn)定,因此本實(shí)驗(yàn)選擇[M+Na]+峰為定量峰。
之前的藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明,洛伐他汀在人和比格犬血漿中的達(dá)峰時(shí)間和半衰期等數(shù)據(jù)相近[19-21],此外也有文獻(xiàn)對(duì)洛伐他汀緩釋制劑進(jìn)行研究[22,23],但尚無(wú)有關(guān)紅曲或NMC 的藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究。洛伐他汀作為紅曲中降脂的主要有效成分,其體內(nèi)檢測(cè)方法較為成熟,因此,本研究選用洛伐他汀作為紅曲降脂的指標(biāo)性成分,考察其在比格犬體內(nèi)的藥物代謝動(dòng)力學(xué)過(guò)程,以期為紅曲的安全性評(píng)價(jià)提供參考。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,比格犬單次口服NMC 后,洛伐他汀血藥濃度達(dá)峰時(shí)間約為1.17 h,半衰期約為5.95 h,體內(nèi)滯留時(shí)間為7.83 h,這與之前的文獻(xiàn)報(bào)道基本相同,但峰濃度(30.05~129.33 mg/L)個(gè)體間差異較大,可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)動(dòng)物存在個(gè)體差異。
本研究表明NMC灌胃給藥可降低HFD誘導(dǎo)大鼠的LDL-C、TG 和TC 等血脂水平,并可減輕肝臟細(xì)胞脂肪變性,且作用效果與洛伐他汀相當(dāng)。而且,藥代動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,NMC 的有效成分洛伐他汀在比格犬體內(nèi)可被正常吸收、代謝,并在12 h 之內(nèi)代謝完全。本研究成果可為納豆、紅曲類保健食品的研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。