胆酸偶联喜树碱衍生物E2、G2的体外肝微粒体代谢研究

发布时间：2020-07-30 07:49

【摘要】：喜树碱(CPT)是一种从中国特有的珙桐科植物喜树(Camptotheca acuminata)中提取出来的一种天然生物碱,具有强大的抗肿瘤活性。但由于其化学结构不稳定性,水溶性差,血浆蛋白结合率低,口服生物利用度较差且多变,导致了不可预测的毒性。E2和G2是课题组合成的两个新型胆酸偶联喜树碱衍生物,在体内外均表现出了较佳的抗肿瘤活性,且其细胞毒性小于喜树碱,并且对肝细胞具有良好的靶向性作用。目的:通过研究胆酸偶联喜树碱衍生物E2、G2在大鼠肝微粒体中的转化情况以及它们在大鼠血浆、人工胃液、人工肠液中的稳定性预测其在生物体内的代谢特性。方法:首先建立并优化了用于E2、G2定量检测的高效液相(HPLC)方法。以此为分析手段考察了E2、G2在大鼠血浆、人工胃液、人工肠液中的稳定性。其后使用大鼠肝微粒体体外模型对E2、G2的代谢特性进行考察,包括代谢稳定性、酶动力学、代谢酶亚型的确定以及代谢产物的初步推测。结果:(1)生物稳定性实验结果表明通过偶联胆酸得到的喜树碱衍生物E2、G2在大鼠血浆以及人工胃肠液中均具有高于喜树碱的稳定性,同时内酯环稳定性也显著增强,证明偶联胆酸能够有效地提高喜树碱结构以及活性的稳定;(2)大鼠肝微粒体代谢结果表明E2、G2在含NADPH的Ⅰ相代谢体系中具有最显著的消除率,表明由NADPH诱导的Ⅰ相氧化反应可能是E2、G2的代谢主要途径,且与G2相比,E2的消除速率更快,但底物消除百分比略低于G2;(3)化学抑制结果表明CYP2D6、CYP21A2可能是E2主要作用酶亚型,CYP2B6参与一小部分;CYP2C8、CYP3A4、CYP2B6、CYP1A2均可能是G2相关作用酶亚型,其中CYP2C8、CYP3A4更为主要。两者代谢相关酶亚型存在明显差异。酶促反应动力学结果显示虽然E2和G2具有相似的最大反应速率,但E2的K_m值约为G2的三倍,G2的固有清除率约为E2的三倍,表明G2与CYP酶之间具有更高的亲和力,更易被代谢转化,而E2具有更高的代谢稳定性;(4)最终鉴定得到10个E2代谢产物,14个G2代谢产物。两者代谢途径高度一致,主要通过水解作用以及小比例的羟基化作用得到Ⅰ相代谢物并发生后续葡糖苷酸化得Ⅱ相代谢物进而消除,但可能由于代谢稳定性不同存在微小差异。结论:综上所述,相对于喜树碱,通过偶联胆酸得到的衍生物E2和G2在生物环境下能够明显提高其生物稳定性及活性。两者分别通过酯键和酰胺键与胆酸连接,具有高度相似的代谢途径,但由于其结构差异在一定程度上也影响了其代谢酶亚型,代谢稳定性以及生成的代谢物等代谢特性有所差异。但总体而言两者在大鼠肝微粒体作用下的固有清除率均较低,具有较强的代谢稳定性。故猜测两者可能能够绝大部分以原形在体内发挥作用,实现其肝靶向性,具有一定的研究价值。其中通过酰胺键连接得到的化合物E2在大鼠血浆,人工胃肠液与大鼠肝微粒体中均表现出了优于G2的稳定性,表明酰胺键作为连接键对于维持物质体内稳定性更具优势。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R965
【图文】：

喜树碱,钠盐,结构式

1 引言癌症是现今社会威胁人类健康的一大难题，由人体正常细胞分裂机制发生，分裂失控导致，且癌细胞会随体循环转移到身体各个部位[1]，故其治愈率，致死率位居世界第二，全球每年约有 700 多万人死于恶性肿瘤疾病，约占亡人数 1/3。药物一直是控制病情的重要工具，其中化学药物疗法应用最为，几乎涵盖了所有癌症治疗，然而传统化疗药物主要作为烷化剂或抗代谢药正常分裂快的细胞也有较强的抑制性，导致了较高的毒性，影响癌症病人在过程中的正常生活。随着对抗癌药物的研究发展，一些具有抗癌作用的天然进入了人们的视线，它们具有极高效的抗癌效果且通过特殊的作用机制实现中效果最为明显的为紫杉醇与喜树碱类药物[2]。

喜树碱衍生物,结构式,胆酸

浙江工业大学硕士学位论文性明显提高。此外喜树碱类化合物的低水溶性一直是困扰研究者们的一大难题，导致了已应用于临床或进入临床试验的药物始终无法通过口服入药。而胆酸作为内源性的天然配基，具有良好的生物相容性，适合于口服药物的前药设计。通过化学手段将喜树碱与内源性物质胆酸进行耦合，得到的新化合物能够被细胞上特异性的转运蛋白识别，提高它的吸收效率，增强药物的活性。此外新化合物能够被胆酸特异性转运体识别，参与胆酸特有的肝肠循环，极大地提高生物利用度。

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浙江工业大学硕士学位论文同阶段，在此简要总结了临床研究中具有代表性的喜树碱衍生物（Figure 1-3）。伊立替康（CPT-11）：是第一种进入临床试验的水溶性半合成喜树碱衍生物， 1996 年被食品和药物管理局（FDA）批准并用于治疗结肠直肠癌和其他癌症。体内，CPT-11 被肝羧酸酯酶转化为活性代谢物 SN-38。这种代谢物未发现伊立康的毒性反应，包括肠毒性和中性粒细胞减少等[39]，并且显示出比伊立替康更的细胞毒活性[40]。然而，SN-38 水溶性差，不能直接用于临床。

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