促肠道PEPT1作用药用辅料的筛选及机制研究

发布时间：2019-08-16 12:38

【摘要】：目的：寡肽转运蛋白1(peptide transporter1, PEPT1)是一种主要表达于小肠上皮细胞刷状缘膜侧、以氢离子浓度梯度差为动力的主动转运蛋白,其底物非常广泛,可介导二肽、三肽以及类肽药物的口服吸收。PEPT1属于高容量、低亲和力的转运蛋白,因此其对大部分底物药物的转运效率有限,导致药物口服生物利用度较低。目前专属的PEPT1转运功能促进剂未见文献报道,无药理活性、低毒且具有较强促PEPT1转运功能的物质的研究可能是提高PEPT1底物药物口服吸收的新思路。本实验室在前期研究过程中发现某些药用辅料对PEPT1底物药物有一定的促吸收作用,据此,本文以常用药用辅料为研究对象,考察所选辅料对PEPT1转运功能的影响,利用分子生物学技术探讨活性药用辅料促吸收机制,并通过整体动物模型对其促PEPT1作用进一步验证和研究,希望筛选出具有较强PEPT1促进作用的辅料。方法：本课题采用Caco-2细胞模型,以MTT法考察了22种常用药用辅料对细胞活性的影响,确定细胞摄取试验中辅料的浓度梯度：进而以PEPT1经典底物Gly-Sar为探针药物,利用HPLC-MS/MS法测定药物在细胞破碎液中的含量,计算细胞摄取率(Uptake ratio, UR)评价药用辅料对Caco-2细胞膜上PEPT1功能的影响。通过Western blot以及荧光实时定量PCR测定活性药用辅料对Caco-2细胞中PEPT1蛋白表达量以及mRNA表达量的影响。运用荧光探针从胞内pH以及膜流动性两个方面考察了活性辅料对Caco-2细胞中PEPT1影响的作用机制。为了进一步验证筛选出的活性药用辅料对PEPT1底物药物口服吸收的影响,本文采用福辛普利钠为探针药物,用HPLC-MS/MS法同时测定大鼠体内原药以及活性代谢物福辛普利拉的浓度,考察RH40、EL35、PEG400、吐温20以及吐温80对PEPT1转运功能的影响,并采用蛋白印迹法测定大鼠小肠各段PEPT1蛋白表达水平的变化。结果：细胞摄取试验结果表明加入EL35、RH40、PEG400、PEG6000、 Eudragit L100、Eudragit L100-55、Eudragit RL PO、HPMC E30、吐温20、吐温80. CMC-Na. CMS-Na以及壳聚糖,可显著影响Gly-Sar的细胞摄取量,推测这些辅料对PEPT1的功能有着不可忽视的作用。其余9种辅料(泊洛沙姆188、泊洛沙姆407、PEG800. PEG1500、PEG4000、PVP K30、环糊精、TranscutolP、微晶纤维素)对探针二肽的摄取量无显著性影响。Western blot结果表明PEG400、CMS-Na、EL35、RH40.吐温20、吐温80、Eudragit L100以及EudragitL100-55均可增加PEPT1膜蛋白的含量,而活性药用辅料并不能显著诱导或抑制PEPT1基因的表达,推测蛋白水平的增加主要是由于胞质内的PEPT1向细胞膜上转移和嵌入的结果。部分活性药用辅料可在一定程度上降低胞内pH值,影响程度依次为吐温20EL35吐温80PEG400≈RH40。此外,PEG6000、壳聚糖、CMS-Na以及Eudragit L100可以减低孵育液的pH值,推测细胞内外的氢离子浓度梯度差增加可能是上述9种辅料促进PEPT1底物药物摄取的原因之一。膜流动性结果表明PEG400、EL35、RH40、吐温20、吐温80均可增加Caco-2细胞的膜流动性。因此,辅料PEG400、EL35、RH40、吐温20、吐温80的显著促PEPT1转运作用与细胞膜上蛋白含量增加、细胞内外氢离子浓度梯度增大以及细胞膜流动性增加相关。大鼠药动学试验结果显示,PEG400、RH40、EL35、吐温20及吐温80各个辅料组福辛普利钠的相对生物利用度分别为90.98%、725.27%、190.65%、240.00%和156.17%,代谢物福辛普利拉的相对生物利用度分别为171.25%、207.33%、253.33%、253.76%、200.05%。灌胃给予上述5种活性辅料24h后,各个辅料对大鼠十二指肠PEPT1蛋白表达丰度没有显著影响,对空肠和回肠PEPT1蛋白表达均表现出一定的下调作用,提示上述辅料确实可以通过影响肠道PEPT1转运功能促进底物药物的吸收。结论：综上所述,本文通过考察22种药用辅料在Caco-2细胞模型中促进PEPT1转运的作用,筛选出14种辅料进一步进行PEPT1促吸收作用机制研究,最后在整体动物水平选取5种具有显著促进PEPT1作用的活性药用辅料验证了其对底物的吸收促进作用。研究结果显示RH40、EL35等多种辅料均具有促进PEPT1转运作用功能,可促进底物药物的吸收,提高药物的口服生物利用度;上述药用辅料对PEPT1功能的影响与促进PEPT1蛋白向细胞膜转移、改变胞内外氖离子浓度差以及改变膜流动性等多方面作用有关。本文研究结果可为了解PEPT1底物药物与辅料之间的相互作用、底物药物的合理剂型设计提供理论和实验依据。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R96

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