(仅供参考)药物在肝微粒体酶的体外代谢研究
体外药物肝代谢研究进展
体外药物肝代谢研究进展前言药物代谢是药物学的重要分支领域,其中肝脏是药物代谢的重要器官。
药物在肝脏内发生代谢可以产生活性代谢产物或用于排泄,但也可能产生有害的代谢产物。
因此,研究药物在肝脏内代谢的过程和机制具有重要的理论和应用价值。
目前,研究表明体外模型是研究药物肝代谢的重要方法。
本文将就体外药物肝代谢研究的进展进行综述。
体外药物肝代谢研究方法体外研究药物代谢的方法有很多,其中包括人肝微粒体、肝细胞、肝切片等模型。
人肝微粒体模型人肝微粒体是一种体外研究药物代谢的模型,它由肝细胞中提取出来的包含细胞膜的小颗粒体系。
人肝微粒体可以在一定程度上模拟体内肝脏的药物代谢代谢的过程,其代谢产物也具有一定的生物活性。
但是人肝微粒体只能反映肝脏微粒体内药物代谢情况,不能反映肝脏整体药物代谢情况,因此该模型在肝肾功能障碍、药物相互作用等情况下的可靠性存在一定的限制。
肝细胞模型肝细胞模型是一种常用的体外药物肝代谢研究模型。
肝细胞在肝脏内是药物代谢的主要细胞类型,因此肝细胞模型可以更真实地反映体内药物代谢的情况。
其中包括原代肝细胞、肝癌细胞、人工合成的肝细胞系。
原代肝细胞具有较高的可靠性,但存在数量有限、耗时、稳定性差等问题。
人工合成的肝细胞系可以大量培养并保持稳定,但代谢能力和原代肝细胞存在一定的差异。
肝切片模型肝切片模型通过将肝组织切片后在体外培养来研究药物代谢。
肝切片模型可以更真实地反映药物在肝脏内发生代谢的情况,同时又能维持肝组织的结构和功能。
但是肝切片模型的复杂性和操作难度较大,且易受肝切片的来源、保存条件等影响,因此该模型目前应用较少。
药物肝代谢研究领域的进展药物-药物相互作用的研究许多药物的代谢方式存在重叠,一些药物通过影响其他药物的代谢加速其代谢或延迟其代谢。
目前,体外研究和体内研究相结合的方法是研究药物-药物相互作用的主要途径。
体外实验可以测定药物代谢酶对药物排泄的影响,也可测定药物代谢酶间的相互作用,但它不能完全模拟体内情况。
药物代谢研究的技术与方法
药物代谢研究的技术与方法药物代谢是指药物在人体中的分解、转化和排泄过程。
药物代谢过程涉及到许多酶系统和代谢通路,不同的药物会通过不同的代谢途径进行代谢。
药物代谢研究对于药物开发和临床应用具有重要意义。
下面介绍几种常用的药物代谢研究技术与方法。
1. 体内代谢试验体内代谢试验是研究药物在整个机体内的代谢过程,常用的方法有体外实验动物试验和人体试验。
体外试验通常使用小鼠、大鼠、兔子和犬等实验动物,人体试验则需要遵循严格的伦理审查和安全措施。
通过体内代谢试验,可以了解药物的药代动力学、药效学和通过药物代谢酶系统的代谢途径。
2. 体外代谢试验体外代谢试验是研究药物在体外模拟环境中的代谢过程,包括微粒体酶体和肝酶体代谢试验。
微粒体酶体代谢是指药物在细胞质中的代谢,而肝酶体代谢则是指药物在肝细胞的内质网中的代谢。
通过体外代谢试验,可以获得关于药物代谢酶的详细信息和药物代谢通路的理解。
3. 体外代谢酶体系体外代谢酶体系是建立在包含药物代谢酶的部分纯化物中的体外代谢试验。
这种方法可以对药物代谢酶进行更加详细的分析,包括其结构、功能和识别机制等。
体外代谢酶体系可以被广泛应用于药物代谢研究、药物安全性评估和药物治疗反应预测等领域。
4. 代谢产品分离代谢产品分离是一种直接从样品中获得药物代谢产品的方法,包括代谢产物分离和纯化,以及将代谢产物通过质谱技术或结合质谱和其他分析技术进行鉴定和定量。
这种方法可以便捷地获得药物代谢产物,为药物代谢途径和代谢酶系统的研究提供重要信息。
5. 分子生物学方法分子生物学方法包括克隆、表达和纯化药物代谢酶等。
这种技术可以通过基因工程技术对特定酶进行修改和优化,以便更好地研究药物代谢通路和药物代谢产物。
此外,这种方法还可以筛选新的药物代谢酶和新的代谢产物,推动药物发现和开发。
总结来说,以上几种药物代谢研究技术与方法各有所长,相互补充,可以为药物代谢的探索和理解提供重要的工具和手段。
药物代谢研究的未来将继续探索新的技术和方法,以推进药物的研发和治疗。
体外代谢清除率模型用于药物肝代谢过程的研究
体外代谢清除率模型用于预测药物肝代谢过程的研究黄峰中药学2110948107摘要:本文主要就计算体外代谢清除率的理论与预测模型做一综述,以期使体内药物代谢过程的检测更加准确,并在此基础上可以预测创新药物在体内可能进行的代谢过程,确定其是否适合进行进一步研究开发,为筛选新药提供新的思路。
关键词:代谢清除率;药物代谢动力学;体外模型前言药物发现与开发的目标是找出并确定具有药理活性的新化学实体。
在过去的几十年里, 药物发现与开发一般方法是在进行药理活性检测后,再对新化学实体进行临床前的动物实验和临床人体试验[1]。
近些年随着组合化学和高通量活性筛选技术的发展,已经使人们能够在一周之内筛选的化合物超过10万个[2],从而发现大量具有药理活性的化合物。
然而一个化合物最终成为能够上市的药物,必须具备良好的类药属性,即:药效活性、安全性、药代属性和适宜制剂的理化性质。
其中,药代属性主要是指化合物能够通过不同生物膜到达作用部位的能力,包括口服生物利用度的高低;以及化合物能否在体内保持一定的浓度水平;与靶受体维持足够时间的结合以产生具有临床意义的药理作用等。
药代研究是一项非常复杂的费时费力的工作,是目前加速药物发现阶段研究速度的瓶颈。
此外,要在前期阶段了解化合物的药代动力学特征,还有一个重要的原因是考虑开发新药的经济成本,一个新药上市需要投入大量的资金,大约在10~30亿美元之间[3],其间被淘汰化合物的数量也是惊人的,因而可以说大量的资金是投入到那些失败了的化合物。
因此,任何能够尽早地揭示化合物的药代动力学特征的研究方式对于降低在高成本的药物开发阶段的失败率是非常有价值的[4]。
肝脏是药物的主要代谢器官,富含参与药物I相代谢和II相代谢的混合功能氧化酶系统,其中90%药物主要是由细胞色素P450酶(cytochromeP-450,CYPs)参与进行生物转化。
当前,人肝细胞[3, 4]、肝切片[5]、cDNA表达的基因重组肝药酶系[6]及人肝微粒体[7]等体外模型已被成功用于对体内肝代谢研究的预测。
体外肝代谢系统的研究与应用
体外肝代谢系统的研究与应用体外肝代谢系统,也被称为体外肝脏模型或肝脏生理毒性试验平台,是一种用于研究和评估药物代谢、肝毒性和肝功能的技术。
它是通过模拟体内肝脏的结构和生理环境,使细胞或组织能够维持正常的代谢和功能,并对外部物质进行代谢和评估。
1.肝脏药物代谢研究:体外肝代谢系统可以用于评估药物在肝脏中的代谢过程和药物代谢酶的活性。
这对于发现新药物、优化药物设计和评估药物相互作用非常重要。
通过体外肝代谢系统,可以研究药物的代谢途径、代谢产物和药物代谢酶的激活。
2.肝毒性评估:药物的肝毒性是临床中非常关注的问题。
通过体外肝代谢系统,可以评估药物对肝脏的毒性作用,以及诱导和抗毒性机制。
这有助于提前发现和评估药物的肝毒性,降低临床上的不良反应风险。
3.肝功能模拟:肝脏是人体重要的代谢器官,对体内代谢和解毒等功能起着关键作用。
通过体外肝代谢系统,可以模拟和评估肝脏的基本功能,如药物代谢、蛋白合成和毒物清除等。
这有助于理解肝脏的生理功能和疾病机制。
1.新药筛选:通过体外肝代谢系统,可以快速筛选和评估候选药物的代谢途径和肝毒性。
这有助于提高新药开发的效率和成功率。
2.个体化药物治疗:通过体外肝代谢系统,可以模拟不同个体对药物的代谢差异,提供个体化的药物剂量和治疗方案。
这有助于优化临床治疗效果,减少不良反应和药物相互作用。
3.毒物排除研究:体外肝代谢系统可以模拟肝脏对毒物的清除过程,对毒物代谢和解毒机制进行研究。
这对于判断毒物的危害程度和寻找解毒措施具有重要意义。
4.肝脏疾病研究:体外肝代谢系统可以模拟肝脏的疾病状态,如肝炎、肝纤维化和肝癌等。
这有助于研究肝脏疾病的发病机制、药物治疗和预防策略。
尽管体外肝代谢系统在肝脏研究和应用方面有很大的潜力,但仍面临一些挑战。
例如,体外系统与体内环境存在差异,无法完全模拟肝脏的复杂结构和功能。
此外,体外肝代谢系统的稳定性、可重复性和持续性也需要进一步改进。
总之,体外肝代谢系统是一种非常有潜力的技术,对于药物研发、临床治疗和肝脏疾病研究具有重要意义。
药物体外肝代谢研究方法
药物体外肝代谢研究方法摘要:对近几年的文献资料进行分析、综合、归纳。
介绍肝微粒体体外温孵法、肝细胞体外温孵法、离体肝灌流及器官组织切片法。
其中,肝细胞体外温孵法是当今药物体外肝代谢研究的热点,对新药研究与开发及正确指导临床合并用药有着巨大的推动作用,将对其进行重点论述。
关键词:体外肝代谢;肝微粒体;肝细胞;离体肝灌流;组织切片广义的药物代谢指药物在体内吸收、分布、代谢、排泄等一系列过程[1]。
狭义的药物代谢是指药物的生物转化。
生物转化后,药物的理化性质发生变化,从而引起其药理和毒理活性的改变。
因此,研究药物的生物转化,明确其代谢途径[2],对制定合理的临床用药方案,剂型设计及新药开发工作都具有重要的指导意义。
当前,国内外对药物代谢的研究主要集中在代谢产物生成和确定代谢途径。
在分子生物学技术推动下,药物代谢酶[3]领域的研究因其对临床药物间相互作用的研究有着积极的推动意义,已得到广泛的重视。
肝脏是药物代谢的重要器官,是机体进行生物转化的主要场所,富含参与药物代谢的一个庞大的依赖细胞色素P450的混合功能氧化酶系统[4],大多数药物的Ⅰ相反应及Ⅱ相反应都依赖于肝脏酶系统而发生。
以肝脏为基础的体外代谢模型以其特有的优势在药物代谢研究中得到广泛应用,现概述如下。
1 肝微粒体体外温孵法肝微粒体法[5]是由制备的肝微粒体辅以氧化还原型辅酶[6],在模拟生理温度及生理环境条件下进行生化反应的体系,制备肝微粒体一般用差速离心法。
肝微粒体体外温孵法和其它的体外肝代谢方法相比较,其酶制备技术简单,代谢过程快,结果重现性好,易大量操作,便于积累代谢样品供结构研究;同时,该方法可用于对药酶的抑制及体外代谢清除等方面的研究,因而在实际工作中应用较为普遍。
但肝微粒体体外温孵法同其它体外肝代谢方法相比,在体内情况的一致性方面存在不足,因而其实验结果用于预测体内情况仍需进一步的确证。
2 肝细胞体外温孵法肝细胞体外温孵法同肝微粒体法相似,即以制备的肝细胞辅以氧化还原型辅酶,在模拟生理温度及生理环境条件下进行生化反应的体系,适于研究蛋白及mRNA水平药物代谢酶诱导及酶活性,在评估药物代谢过程中药物间的相互作用时,该方法得到广泛的应用。
药物在肝微粒体酶的体外代谢研究
供依据?(即体外人和动物代谢特征研究, In vitro metabolism profiling in animals and humans)
药物相互作用实验过程
• 采用与代谢稳定性一致孵育体系,冰浴上加入1 µL的一系列浓度的待 测化合物(1、10、100、1000、10000 µM)和1 µL的各特异性探针 底物(空白对照样品不加待测化合物,只加等量溶剂),在37 ℃水 浴中预热5 min,然后冰浴上加入5 µL的肝微粒体酶,轻轻混匀,根据 不同的探针底物在37 ℃水浴中孵育10~30 min,加入有机溶剂混匀终 止反应,每个浓度组设3个平行样品。其中待测化合物浓度为0.01、 0.1、1、10、100 µM。反应结束后,采用LC-MS/MS方法测定各特异 性底物对应的代谢产物的生成量,考察不同浓度的药物对各个特异性 探针底物代谢速率的影响。
不同种属的代谢稳定性实验
• 采用跟前面代谢稳定性一致的代谢体系,一致的实验过程,分别加不
同种属的肝微粒体酶孵育,通过不同种属中药物剩余量的百分比的对
数与反应时间做曲线,求斜率,计算不同种属的代谢半衰期和清除率,
比较不同动物种属的肝微粒体的代谢性质和人肝微粒体代谢性质的接
近程度,最终为后期的体内药代动力学评价动物选择提供参考。
常见P450抑制剂和诱导剂
代谢稳定性评价
• 代谢稳定性考察的是化合物被代谢的难易程度和体外清除率的大小, 常用体外代谢半衰期(T1/2)和固有清除率(CLint)表示。一般通过定 量测定目标化合物在酶孵育体系中的清除情况来计算。
体外药物肝代谢研究进展
(作者:___________单位:___________邮编:___________)
【摘要】 目的: 介绍药物体外肝代谢方法的最新进展. 方法: 根据近几年的文献资料进行分析、综合、归纳. 分别按肝微粒体体外温孵法、肝细胞体外温孵法、肝匀浆体外孵育法进行介绍. 结果:体外肝代谢研究方法发展迅速. 结论: 目前主要的药物体外肝代谢方法各有利弊,但对于新药开发来都是必不可少的研究手段.
【关键词】 肝 代谢;微粒体,肝;肝细胞;药代动力学
0 引言
肝脏是药物主要的和重要的代谢器官,是药物生物转化的主要场所,是富含参与药物代谢的一个庞大的依赖细胞色素P450的混合功能氧化酶系统,大多数药物的Ⅰ相和Ⅱ相代谢反应都是在肝药酶系统的参与下发生的,因此药物的体外代谢模型主要是以肝脏为基础的,并以其特有的优势和特点在药物代谢的研究中得到广泛的应用. 体外药物的肝代谢研究已经发展很长时间,与体内代谢研究相比,体外代谢研究有许多优点,①体外代谢研究可以排除体内诸多的干扰因素,直接观察到代谢酶对底物的选择性代谢,为体内代谢研究提供重要的线索和依据. ②对于体内代谢转化率低且缺乏灵敏检测手段的药物来说,体外代谢不失为一种很好的研究手段. ③体外代谢研究具有快速简便的特点,适合大量化合物的药动学筛选. ④不需要消耗大量的样品和实验动物,因而研究费用相对较低[1]. 我们从体外肝代谢模型入手,综述了近年来药物体外肝代谢的文献.
6磷酸葡萄糖+NADP 6磷酸葡萄糖脱氢酶
6-磷酸葡萄糖内脂+NADPH
文献[2]研究了吡喹酮在大鼠肝微粒体内的代谢情况,发现在不同诱导剂对大鼠肝微粒体诱导后其羟基化代谢产物不同. 姚庆强等[3]则利用大鼠肝微粒体温孵实验对黄皮酰胺的正反异构体的代谢情况进行了考察,并采用HPLCMS对其代谢产物进行定性和定量,发现右旋和左旋的黄皮酰胺均代谢产生3去氢黄皮酰胺. 姜敏等[4]应用CYP3A特异性诱导剂地塞米松、CYP2B诱导剂苯巴比妥、CYP1A诱导剂β-萘黄酮分别对Wister大鼠进行在体诱导, 建立肝微粒体温孵及NADPH再生体系, HPLC紫外检测法测定. 研究结果提示甲基莲心碱具有酶促动力学代谢特性; CYP3A及CYP2B是介导甲基莲心碱在大鼠体内生物转化的CYP450亚酶, 其中主要参与甲基莲心碱代谢的为CYP3A. 王汝涛等[5]研究了染料木黄酮在大鼠肝微粒体代谢的酶动力学,研究发现CYP1A2 参与了染料木黄酮的代谢, CYP1A2 的抑制剂可能会与染料木黄酮发生代谢相互作用, 从而降低染料木黄酮的代谢速率. 曹露晔等[6]研究了蓝萼甲素在大鼠体内外的代谢转化,发现蓝萼甲素在大鼠肝微粒体和胆汁中可被代谢转化, 主要代谢产物为羟基化蓝萼甲素. Sung等[7]研究了KR60436(一种钠钾ATP酶抑制剂)在大鼠和人肝微粒体中的代谢情况,发现在两种微粒体中KR60436可产生7种氧化代谢产物,其中4种为氧化代谢产物. Anne等[8]采用大鼠和人肝微粒体孵育体系,对rhazinilam进行体外孵育,发现其在大鼠肝微粒体中可被氧化为3种代谢产物,并确定CYP2B6为主要的药物代谢酶.
两色金鸡菊在人肝微粒体的体外代谢研究
两色金鸡菊在人肝微粒体的体外代谢研究陈瑶;李新霞;李琳琳;王烨;陶义存;骆新;兰怡;毛新民【摘要】目的考察两色金鸡菊在人肝微粒体的体外代谢.方法将肝微粒体空白对照、两色金鸡菊醇提物乙醇溶液、灭活肝微粒体加两色金鸡菊醇提物及肝微粒体加两色金鸡菊醇提物进行体外共孵育,采用高效液相色谱法测定,通过对比色谱峰,阐明两色金鸡菊在肝微粒体的体外代谢规律.结果两色金鸡菊醇提物在人肝微粒体药物代谢酶作用下,各成分含量均降低,其中4种物质被代谢而未被检出,分别为黄酮奥卡宁(Flavanokanin)、3,4′,5,6,7-pentahydroxyflavanone、橙酮金鸡菊苷(Maritimein)、马里苷(Marein)、奥卡宁(Okanin).结论两色金鸡菊醇提物在人肝微粒体药物代谢酶作用下可较快地代谢消除.%Objective To examine the two color coreopsis main ingredients in human liver microsomal degradation.Methods The liver microsomes control, two-color ethanol extract of chrysanthemum, inactivated liver microsomes and ethanol extract of two-color chrysanthemum and liver microsomes plus two-color Chrysanthemum alcohol extract were incubated in vitro. High performance liquid chromatography (HPLC)was used to determine the metabolites of Chrysanthemum indicum in liver microsomes by comparing the chromatographic peaks.Results The two colors coreopsis alcohol extract in human liver microsomes under the action of drug metabolic enzymes, each component content was reduced.Four kinds of material metabolisms (Flavanokanin,3,4′,5,6-pentahydroxyflavanone,Maritimein,Marein,Okanin)can not be checked out.Conclusion The two colors coreopsis alcohol extract in human livermicrosomal under the action of drug metabolism enzymes can be rapidly eliminated.【期刊名称】《新疆医科大学学报》【年(卷),期】2017(040)004【总页数】4页(P425-427,432)【关键词】两色金鸡菊;肝微粒体;体外代谢;高效液相色谱【作者】陈瑶;李新霞;李琳琳;王烨;陶义存;骆新;兰怡;毛新民【作者单位】新疆医科大学基础医学院药理学教研室,乌鲁木齐 830011;新疆医科大学科研中心,乌鲁木齐 830011;新疆医科大学基础医学院药理学教研室,乌鲁木齐830011;新疆医科大学基础医学院药理学教研室,乌鲁木齐 830011;新疆医科大学基础医学院药理学教研室,乌鲁木齐 830011;新疆医科大学基础医学院药理学教研室,乌鲁木齐 830011;新疆医科大学附属中医医院干部二科,乌鲁木齐 830000;新疆医科大学中医学院,乌鲁木齐 830011【正文语种】中文【中图分类】R962药物代谢(drug metabolism)指药物的生物转化(dmg biotransfornation)。
药物体外肝代谢的研究方法
药物体外肝代谢的研究方法陈鹏;汪静;张红盼;吴玥;刘刚;周本宏【期刊名称】《中国药房》【年(卷),期】2017(028)019【摘要】目的:为药物体外肝代谢研究方法在新药研发中的应用提供参考.方法:以"药物代谢""体外肝代谢""肝微粒体体外温孵法""肝细胞体外温孵法""肝灌流技术""肝组织切片技术""基因重组P450酶系""Drug metabolism""Liver metabolism in vitro""Metabolism of liver microsome in vitro""Liver perfusion technique""Liver biopsy technique""Recombination genetic cytochrome P450"等为关键词,组合查询1996年10月-2017年4月在PubMed、Web of Science、中国知网、中国生物医学等数据库中的相关文献,对体外肝代谢研究方法进行综述.结果与结论:共检索到相关英文文献220余篇、中文文献750余篇,其中有效文献30篇.常见的体外肝代谢研究方法有肝微粒体体外温孵法、肝细胞体外温孵法、肝灌流技术、肝组织切片技术、基因重组P450酶系等.药物体外肝代谢不能全面反映体内药物的综合代谢情况,与体内的真实代谢情况存在差异,今后需结合体内实验等方法来完善药物在体内外的药物代谢转运研究;目前肝灌流技术和基因重组P450酶系等体外肝代谢研究方法对设备、实验操作成本、数据处理技术等要求较高,其运用和推广仍然受到一定的约束和限制,今后需建立简单、快速、经济、高效的科学技术方法和手段.【总页数】5页(P2703-2707)【作者】陈鹏;汪静;张红盼;吴玥;刘刚;周本宏【作者单位】武汉大学人民医院药学部,武汉 430060;武汉大学人民医院药学部,武汉 430060;武汉大学人民医院药学部,武汉 430060;武汉大学人民医院药学部,武汉430060;武汉大学人民医院药学部,武汉 430060;武汉大学人民医院药学部,武汉430060;武汉大学药学院,武汉 430071【正文语种】中文【中图分类】R917;R969.1【相关文献】1.肝微粒体体外温孵法与基因重组P450酶系在药物体外肝代谢研究中的应用进展[J], 刘颖;马小军2.生物大分子药物代谢消除途径及体外代谢研究方法进展 [J], 许娜;田浤;姚文兵3.药物体外肝代谢研究方法 [J], 王佳;代百东4.药物体外肝代谢研究方法 [J], 李兰;张丹参5.药物体外肝代谢研究方法 [J], 李兰;张丹参因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
药物在肝微粒体酶的体外代谢研究
药物在肝微粒体酶的体外代谢研究引言:药物代谢研究对于药物的临床应用非常重要。
在人体内,肝脏是主要的药物代谢器官之一、药物在肝脏中被代谢为水溶性化合物,以便能够更容易地从体内排出。
肝脏代谢中的一个重要组成部分是微粒体酶。
微粒体是肝细胞中一种重要的细胞器,包括内质网、高尔基体和溶酶体。
微粒体酶主要负责药物的氧化、还原和水解等反应。
其中,细胞色素P450(CYP)家族是最为重要的微粒体酶之一、CYP酶参与药物的氧化代谢,并且在药物代谢中起着重要的催化作用。
药物在体外代谢研究中,常常使用肝微粒体酶来模拟体内药物代谢。
这种模型既可以用于研究药物被微粒体酶代谢的速率,也可以用于揭示药物代谢途径和代谢产物。
方法:在体外代谢研究中,一种常用的方法是测定药物在肝微粒体中的代谢速率。
这可以通过测定产物的形成速率或底物消失速率来实现。
通常情况下,选择一定浓度范围的药物,在一定时间内与肝微粒体共同反应。
反应结束后,使用高效液相色谱仪(HPLC)等分析方法,分离和鉴定代谢产物。
结果和讨论:通过肝微粒体的体外代谢研究,可以获得药物的代谢速率常数(Clint)和代谢产物的种类及药物代谢途径。
Clint反映了药物在体内被微粒体酶代谢的速度。
它是药物浓度的函数,浓度越高,代谢速率越快。
药物的代谢速率常数可以用于预测其在体内的代谢消除速度,以及调整药物给药剂量和间隔时间。
此外,体外代谢研究还能揭示药物的代谢途径和代谢产物。
其中,药物代谢途径主要包括氧化、还原和水解等反应。
这些代谢反应产生了多种代谢产物。
以肝微粒体代谢为例,其中一个重要的酶家族是CYP酶。
不同的CYP酶参与不同的药物代谢反应,并生成特定的代谢产物。
通过分析药物代谢产物的种类和结构,可以了解药物在体内的代谢途径。
结论:药物在肝微粒体酶的体外代谢研究是了解药物代谢的重要手段之一、通过体外代谢研究,我们可以获得药物的代谢速率常数和代谢产物,从而预测其在体内的代谢消除速度和调整药物给药剂量和间隔时间。
中药药效物质的体内外代谢研究
中药药效物质的体内外代谢研究近年来,中药已经成为全球医药领域研究的热点之一。
传统中药丰富的药效物质,其体内外代谢特性一直是中药研究的重点之一。
本文将探讨中药药效物质的体内外代谢过程,以期揭示中药在机体内外的代谢机制。
一、中药药效物质的体内代谢中药药效物质的体内代谢主要通过肝脏进行,其中包括药动学过程和药代动力学过程。
在人体内,肝脏是药物代谢的主要器官,通过药物在肝脏中的代谢来实现治疗效果。
具体来说,中药药效物质在肝脏中通过氧化、还原、水解、甲基化等化学反应进行代谢,使其转化为更易被机体吸收和排泄的代谢产物。
这些代谢产物可能具有更强的药理活性,也可能被排泄出体外。
中药药效物质的体内代谢研究可以通过体外实验和临床观察来开展。
在体外实验中,可以使用肝脏微粒体、肝脏酶、细胞培养等模型来研究中药药效物质的代谢途径和代谢产物。
而在临床观察中,可以通过药物代谢动力学研究,分析患者体内药物的代谢速度、代谢产物及其药物功效。
二、中药药效物质的体外代谢中药药效物质的体外代谢通常指在体外环境下模拟体内代谢过程,通过体外实验来研究药物的代谢动力学和代谢产物。
体外代谢研究可以帮助揭示中药药效物质的代谢途径,确定和鉴定代谢产物,以及评估药效物质与代谢酶的相互作用。
体外代谢研究中常用的方法有体外酶反应、体外肝脏微粒体反应、细胞培养等。
通过这些研究手段,可以模拟中药物在体内经过的代谢途径和代谢产物,进一步了解中药的作用机制。
三、中药药效物质的体内外代谢研究意义中药药效物质的体内外代谢研究对于深入了解中药的药理作用机制、合理使用中药具有重要意义。
通过研究中药药效物质在体内外的代谢途径和代谢产物,可以确定其主要的药效成分,为中药药物的质量评价和药效评估提供依据。
同时,对于合理使用中药、减少药物不良反应,以及利用中药开发新药具有重要指导意义。
综上所述,中药药效物质的体内外代谢研究是中药研究的重要内容之一。
通过对中药药效物质在体内外的代谢途径和代谢产物进行研究,可以揭示中药在机体内外的药理作用机制,为中药的开发与应用提供科学依据。
肝微粒体体外代谢实验原理
肝微粒体体外代谢实验原理你知道吗,肝脏就像咱们身体里的一个超级大工厂呢。
这个工厂里有好多小“工人”,肝微粒体就是其中很重要的一部分。
肝微粒体就像是一群特别的小助手,它们在肝脏里干着超级厉害的活儿——代谢。
那啥是代谢呢?简单来说,就是把咱们吃进去的东西呀,还有身体里自己产生的一些物质,加工处理一下。
比如说,有些药物进入咱们身体了,肝脏就得想办法把它变得对身体有用或者变得能排出体外。
这时候肝微粒体就登场啦。
肝微粒体里面有好多酶,这些酶就像是小工匠手里的工具。
这些酶可以对药物或者其他物质进行各种改造。
比如说,有的酶可以把一个大的分子拆成几个小的部分,就像把一个大蛋糕切成好几块小蛋糕一样。
还有的酶呢,可以给某个物质加上点什么东西,或者去掉点什么东西。
这就改变了原来物质的性质啦。
在体外做肝微粒体代谢实验,就像是把肝微粒体这个小助手从肝脏这个大工厂里请出来,放到一个专门的小实验室里工作。
我们为啥要这么干呢?这是因为在体外做实验,就可以更清楚地看到肝微粒体到底是怎么对那些物质进行代谢的。
我们会给肝微粒体提供一些要代谢的东西,就像给小助手一个任务一样。
然后呢,我们就可以在旁边观察啦。
这个过程中,我们可以知道肝微粒体是怎么用它里面的酶来处理这些物质的。
比如说,我们可以看看这个代谢的速度有多快,就像看小助手干活儿有多麻利一样。
而且呀,通过这个实验,我们还能发现很多有趣的事儿呢。
比如说,有些药物在肝脏里可能会被代谢得特别快,这就意味着这种药可能在身体里待不了多久,效果可能就不太好。
而有些药物可能代谢得很慢,那它在身体里停留的时间长,可能就会有一些其他的影响。
这个实验还能帮助我们了解不同的因素对肝微粒体代谢的影响哦。
就像是给小助手不同的工作环境,看看它们的工作效率会有什么变化。
比如说,温度呀,酸碱度呀,这些条件变了,肝微粒体代谢那些物质的能力可能就不一样了。
这就像我们人一样,在不同的环境下干活儿的状态也会不同呢。
另外呢,肝微粒体体外代谢实验也能帮助我们研究药物之间的相互作用。
药物代谢与药效关系的体外研究方法比较研究
药物代谢与药效关系的体外研究方法比较研究药物代谢与药效之间的关系对于新药开发和临床应用至关重要。
研究药物代谢与药效的体外方法多种多样,本文将比较不同的研究方法,以期为药物研发提供参考。
一、药物代谢研究方法药物代谢是指药物在体内经过一系列化学反应转化为代谢产物的过程。
体外研究药物代谢常用的方法有体外肝微粒体(liver microsomes)和体外肝S9液(liver S9 fraction)。
1.体外肝微粒体体外肝微粒体是一种体外模型,用于模拟体内肝脏中的药物代谢过程。
通常从动物或人体的肝脏中提取微粒体,加入特定底物和辅助酶,通过测定代谢产物的生成来确定药物的代谢途径及酶的活性。
2.体外肝S9液体外肝S9液是经过一系列分离、纯化和冷冻保存处理的肝脏细胞中的液相部分。
与微粒体相比,S9液不包含细胞膜,因此更便于研究一些药物的转化过程。
二、药效研究方法药物的药效是指药物对目标部位的生物学效应。
药效研究中常用的体外方法包括细胞模型和药物-靶标结合实验。
1.细胞模型细胞模型是体外研究药物药效的常用方法。
包括原代细胞、细胞系和转基因细胞等。
通过将药物加入细胞培养基中,观察药物对细胞增殖、凋亡、分化等生物学效应的影响,评估药效的强度和效果。
2.药物-靶标结合实验药物-靶标结合实验可通过体外技术来模拟药物在体内作用于靶标分子的过程。
这种方法通常使用蛋白质结晶、免疫沉淀、蛋白质质谱等技术,以观察药物与靶标相互作用的强度和方式。
三、不同方法的比较研究不同的药物代谢和药效研究方法各有优劣,下面进行一些比较和分析:1. 高通量性体外肝微粒体和体外肝S9液研究方法适用于大规模药物筛选,可同时研究多个药物的代谢途径和药物-靶标结合情况。
而细胞模型和药物-靶标结合实验则需要逐个药物进行研究,因此对于大量药物的研究相对较慢。
2. 稳定性体外肝微粒体和体外肝S9液的稳定性较差,需要低温保存和较短时间的使用。
而细胞模型和药物-靶标结合实验往往可以长期保存并进行多次实验。
药物在肝脏细胞内的代谢动力学研究
药物在肝脏细胞内的代谢动力学研究肝脏是人体最重要的代谢器官之一,其功能主要包括合成、分解和排泄物质。
药物代谢是指药物在体内发生化学变化的过程,这些代谢过程主要发生在肝脏细胞内。
药物在肝脏细胞内的代谢动力学研究对于了解药物的作用机制和安全性具有重要意义。
一、药物代谢的类型药物代谢主要包括生物转化和非生物转化两种类型。
生物转化是指药物在体内经过酶的作用而发生的化学变化,主要包括氧化、还原、水解、酰化和脱酰等反应。
非生物转化是指药物在非酶的作用下发生的化学变化,主要包括水解、脱酰和加水等反应。
二、药物代谢的影响因素药物在肝脏细胞内的代谢动力学受到多种因素的影响。
首先是药物的结构,药物的结构决定了其在体内代谢的途径和速度。
其次是酶的活性,肝脏中含有多种代谢酶,这些酶的活性决定了药物代谢的速度。
最后是药物与酶的亲和力,药物与酶结合的亲和力也会影响药物的代谢速度。
三、药物代谢的动力学研究方法药物在肝脏细胞内的代谢动力学研究主要通过体外实验和体内实验进行。
体外实验包括体外试管实验和体外动物实验。
体外试管实验通过收集肝脏组织或肝脏细胞进行药物代谢的研究,而体外动物实验则是将动物体内的肝脏组织或肝脏细胞分离出来进行研究。
体内实验则是将药物给予实验动物并收集其血液或尿液等样本进行分析。
四、药物代谢动力学的意义药物代谢动力学研究对于药物疗效和药物安全性的评价具有重要意义。
首先,了解药物的代谢动力学可以帮助科学家预测药物在体内的代谢途径和速度,从而指导药物的给药剂量和给药方案的制定。
其次,药物代谢动力学研究可以揭示药物的作用机制,从而为新药的设计和开发提供参考。
最后,药物代谢动力学研究可以对药物的药代动力学参数进行评估,从而了解药物的体内分布和排泄途径,为药物的副作用和毒性评价提供依据。
总结:药物在肝脏细胞内的代谢动力学研究对于了解药物的代谢途径和速度、指导药物的给药剂量和给药方案的制定、揭示药物的作用机制以及评估药物的药代动力学参数具有重要意义。
体外肝代谢系统的研究与应用探讨
体外肝代谢系统的研究与应用探讨关于体外肝代谢系统的研究与应用探讨摘要:肝药酶在药物代谢中具有十分重要的作用。
对肝药酶的研究方法中,以动物肝脏或肝细胞为根底,构建体外肝代谢系统是体外代谢研究中最重要的环节之一。
对体外肝代谢的研究,主要是利用肝微粒体、基因重组CYP450酶系、肝细胞培养、肝组织切片及离体肝灌流系统等方法。
本文综述近年国内外所应用的不同体外肝代谢系统,并对各体外代谢研究方法进行比拟,指出根据各系统的特性、不同的实验要求和目的,选择适当的研究方法的重要性。
关键词:细胞色素P450酶;肝微粒体;肝细胞培养;肝组织切片;离体肝灌流药物代谢(drug metabolism)一般是指药物的生物转化(drug biotransformation)。
药物经生物转化后,可引起药物的药理活性或∕和毒理活性的改变。
因此,研究药物的生物转化,明确其代谢过程,对新药开发、新剂型设计及制定合理的临床用药方案等方面都具有重要的指导意义。
肝脏是药物生物转化的重要器官,含有参与药物代谢重要的酶系(细胞色素P450酶,cytochrome P450,CYP450),该酶系参与药物及各种内源性和外源性化合物在体内的代谢过程。
CYP450酶系由三十多种同工酶(亚型)组成,主要有CYP1、CYP2、CYP3三大家族[1]。
本文所介绍的各种体外代谢系统均含有一种或多种CYP450酶的同工酶,为研究药物体外代谢提供了研究的对象和根底。
动物肝体外代谢研究可以较好地排除体内因素干扰,直接观察酶对底物代谢的选择性,为整体试验提供可靠的科学依据。
以肝脏为根底的体外代谢系统主要包括肝微粒体、基因重组CYP450酶系、肝细胞、肝组织切片及离体肝灌流。
1肝微粒体1.1肝微粒体的制备多数采用差速离心法[2],通过高速离心使微粒体与其他成分别离,操作简单,无需其他试剂辅助。
但较耗时,设备要求高,使该法的普及和深入研究受到一定的限制。
针对这些情况,可采用试剂辅助别离的方法[3],在离心前额外参加一定比例的PEG6000或CaCl2,促进微粒体沉降。
体外代谢清除率模型用于药物肝代谢过程的研究
体外代谢清除率模型用于药物肝代谢过程的研究体外代谢清除率模型是一种用于研究药物在体外肝代谢过程中的清除率的数学模型。
它可以通过测量药物消失的速度来估计药物在体内的代谢速率,从而提供有关药物代谢动力学的重要信息。
这种模型在药物研发和毒理学研究中非常重要,可以帮助我们理解药物的代谢途径、药物与代谢酶的相互作用以及药物在体内的药效和安全性等方面的问题。
体外代谢清除率模型通常基于酶动力学原理,考虑了药物在体外肝脏中通过代谢酶系统进行代谢的过程。
这些代谢酶通常是肝脏中的细胞色素P450系列酶,它们具有高度的选择性和互补性,可以催化多种药物的代谢反应。
在模型中,药物的代谢速率可以用酶动力学方程来描述,例如Michaelis-Menten方程或双曲线方程。
为了建立体外代谢清除率模型,研究者通常需要进行一系列的体外实验,通过测量药物消失的速度来获得代谢速率。
这些实验可以在人体肝脏病理标本中进行,也可以使用体外培养的肝细胞或人造的肝脏模型来模拟体内的肝代谢过程。
在实验中,研究者需要确定药物的初始浓度和消失的时间,然后通过拟合数学模型来确定药物的代谢速率和清除率。
体外代谢清除率模型的建立可以提供有关药物在体内代谢的动力学特性的重要信息。
例如,利用这种模型可以确定药物的代谢反应速率常数和清除半衰期。
这些参数可以帮助研究者理解药物的药代动力学特性,预测药物的药效和毒性,以及优化药物的剂量和给药方案。
此外,这种模型还可以用于研究药物相互作用、调控药物代谢的因素以及药物代谢与疾病之间的关系。
总之,体外代谢清除率模型是一种重要的工具,用于研究药物在体外肝代谢过程中的清除率。
它可以提供关于药物代谢速率和药代动力学特性的重要信息,有助于我们理解药物的代谢途径、药效和安全性等方面的问题。
这种模型在药物研发和毒理学研究中发挥着重要作用,为优化药物治疗方案和确保药物安全性提供支持。
药物体外肝代谢研究方法
李 兰 张丹参河北科技大学,【摘要】体外代谢研究对阐明药效物质基础及作用机制有重要意义。
常见的体外肝代谢研究方法有肝微粒体体外温孵法、肝细胞体外温孵法、反映体内药物的综合代谢情况,内外的药物代谢转运的研究。
目前肝灌流技术和基因重组成本、数据处理技术等要求较高,的科学技术方法和手段。
由于药物体外肝代谢对新药研究与开发、因此该文将对其进行重点论述。
【关键词】体外肝代谢;体外温孵法药物代谢是指机体对药物在体内的处置过程,其中包括吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)和排泄(excretion)4个阶段[1]。
其中药物代谢及转化的主要器官为肝脏,是药物生物转化的主要场所,是富含参与药物代谢的一个庞大的依赖细胞色素P450的混合功能的氧化酶系统,药物的Ⅰ相反应(官能团反应)和Ⅱ相反应(结合反应)都是在肝药酶系统的参与下发生的。
体外药物肝代谢与体内代谢相比,有许多的优点:①可排除体内诸多的干扰因素,直接观察代谢酶对底物的选择性代谢;②体内代谢转化率低且检测手段不灵敏;③体外代谢研究具有简便快速的特点,适合大量化合物的药动学筛查;④不需消耗较多的样品和实验动物,研究费用相对较少[2]。
通过追踪药物化学成分在体内代谢的过程,结合药理活性的研究,有助于阐明药效物质及其作用机制,药物的体外代谢研究在提高药物疗效、安全合理用药、新药研发等方面的意义不可忽视。
实验研究中心常用的体外肝代谢方法主要有肝微粒体体外温孵法、肝细胞体外温孵法、肝灌流技术、肝组织切片技术、基因重组P450酶系等[3-4],并广泛的应用于药物毒理学、药动学及药效学的研究中,根据不同的要求和目的加以选择和利用,可达到理想效果。
现对常用的体外肝代谢研究方法进行综述,以期为药物体外肝代谢研究方法在新药研发中的应用提供参考价值。
1 肝微粒体体外温孵法肝微粒体体外温孵实验是一种利用差速离心技术从动物肝脏中提取肝微粒体,并加入还原型辅酶Ⅱ(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)或尿苷二磷酸葡糖醛酸(uridine diphosphate glucuronic acid,UDPGA),在体外模拟生理环境下进行代谢反应。
姜黄素和吉马酮的体外肝微粒体代谢产物分析
广西医科大学学报2020Jun ;37(6)JOURNAL OF GUANGXI MEDICAL UNIVERSITY姜黄素和吉马酮的体外肝微粒体代谢产物分析*苏少锋1,黄国林2△,严枫2,冯洁1△(1.广西医科大学药学院,南宁530021;2.广西岑溪市中医医院,岑溪543200)摘要目的:探讨姜黄素和吉马酮在大鼠肝微粒体(RLMs )中的体外生物转化及对姜黄素和吉马酮体外代谢产物研究的影响。
方法:(1)采用苯巴比妥钠(80mg/kg )连续对雄性SD 大鼠腹腔注射4d ,大鼠禁食12h 后第5天处死,冰浴上取肝,匀浆离心,得到大鼠肝微粒体。
(2)采用超高效液相—液质联用技术(UPLC-MS/MS ),使用Acquity Uplcbeh C 18色谱柱(50mm×2.1mm,id:1.7μm ),柱温箱为30℃,自动注射器温度为4℃。
流动相由0.1%的甲酸水溶液(溶剂A )和乙腈(溶剂B )组成,梯度洗脱程序如下:0~2min 为95%溶剂A 洗脱,2~22min 溶剂A 从95%到0%,22.1~26min 采用95%溶剂A 洗脱,流速设为0.3mL/min ,对姜黄素在大鼠肝微粒体中的代谢产物进行检测。
结果:采用UPLC-MS/MS 分析姜黄素和吉马酮在大鼠肝微粒体反应体系中的代谢产物,与空白灭活肝微粒体反应体系相比,未失活的肝微粒体代谢下姜黄素和吉马酮均增加5个新的色谱峰,通过质谱分析推测这5个峰分别是二氢姜黄素、四氢姜黄素、六氢姜黄素、单去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素。
结论:姜黄素和吉马酮能在还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸介导下与大鼠肝微粒体进行生物转化,为姜黄素和吉马酮体内生物转化、作用物质基础及二次开发利用提供可行性依据。
关键词姜黄素;吉马酮;大鼠肝微粒体;体外代谢;UPLC-MS/MS中图分类号:R文献标志码:A文章编号:1005-930X (2020)06-1013-05DOI :10.16190/ki.45-1211/r.2020.06.004Analysis of metabolites of curcumin and germacrone in liver microsomesin vitroSu Shaofeng 1,Huang Guolin 2,Yan Feng 2,Feng Jie 1.(1.College of Pharmaceutics,Guangxi Medical University,Nanning 530021,China;2.Guangxi Cenxi Hospital of Traditional Chinese Medicine,Cenxi 543200,China)Abstract Objective:To investigate the in vitro biotransformation of curcumin and germacrone in rat liver mi-crosomes (RLMs),and to study the effect onthe in vitro metabolites of curcumin and germacrone.Methods:The-male SD rats weregiven Phenobarbital sodium (80mg/kg)byintraperitoneally injectionfor 4days.The rats were sacrificed on the 5th day after fasting for 12hours.The liver tissues were taken on an ice and centrifuged to ob-tain RLMs.Ultra-highperformance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS)was ad-opted using the Acquity Uplcbeh C 18column (50mm×2.1mm,id:1.7μm),with the temperature of the column oven at 30℃and the autoinjector at 4℃.The mobile phase consisted of 0.1%formic acid in water (solvent A)and acetonitrile (solvent B).The gradient elution procedure was as follows:95%solvent A elution in 0~2min,solvent A concentration dropping from 95%to 0%in 2~22min,95%solvent A elution in 22.1~26min;the flow rate was set to 0.3mL/min,and the metabolites of curcumin in rat RLMs were detected.Results:UPLC-MS/MS was used to analyze the metabolites of curcumin and germacrone in the RLMs reaction pared with the blank inactivated RLMs reaction system.Five new chromatographic peaks were added to both curcumin and gemenone under the metabolized of uninactivated RLMs,which were speculated by mass spectrometry analysis to be dihydrocurcumin,tetrahydrocurcumin,hexahydrocurcumin,monodemethoxycurcumin,and didemethoxyc-urcumin.Conclusion:Curcumin and germacrone can be biotransformed with RLMs under the mediation of re-duced type of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH),which proves the feasibility basis for in vi-vo biotransformation,action material basis,and sec-ondary development and utilizationof curcumin andgermacrone.Keywords curcumin;gimone;RLMs;in vitro me-tabolism;UPLC-MS/MS*基金项目:国家自然科学基金项目资助(No.31160077);广西自然科学基金(No.2010GXNSFD013044);广西一流药学学科建设项目(No.GXFCDP-PS-2018)△通信作者,冯洁,E-mail:*********************;黄国林,E-mail:139****************收稿日期:2020-05-27··1013广西医科大学学报2020Jun;37(6)姜黄素(curcumin)是姜科(Zingiberaceae)姜黄属(Curcuma)植物如毛郁金(Curcumaaromatica Salisb.)、姜黄(C.longa L.)等植物根茎的主要活性成分之一,同时又是重要的天然食用色素及化工原料[1,2]。
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P450酶
• 肝微粒体酶中最主要的是细胞色素P450(Cytochrome P450)氧化酶, 简称P450酶,酶蛋白中所含血红素与一氧化碳(CO)的结合体P450CO在450 nm处有特征性强吸收峰而得名。它存在于肝细胞内质网中, 是一个酶系统。可催化数百种药物的氧化过程。
P450酶氧化药物的过程谢源自大家或由还原辅酶Ⅰ供给,NADH-细胞色素b5还原酶传递,激活分子氧成 两个离子氧。 • 氧化:一个离子氧使药物氧化,另一个与氢结合成水。同时,P450Fe2+失去一个电子,而氧化再生成P450- Fe3+ 。因此可被反复利用用而 起催化作用。
药物与P450酶的关系
• 酶的底物(substrates ):由P450酶代谢 • 酶的抑制剂(inhibitors):药酶活性减弱,使其他药物或
抑制率 %
90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00
0.00
CYP1A2 CYP2A6 CYP2C9 CYP2C19 CYP2D6 CYP2E1 CYP3A4 表型
代谢产物的鉴定
• 采用代谢稳定性一致的孵育体系,通过加一定浓度的药物孵育一定时 间,没有加药物的孵育体系作为空白对照进液质分析,分析鉴定代谢 产物。
不同种属的代谢稳定性实验
• 采用跟前面代谢稳定性一致的代谢体系,一致的实验过程,分别加不
同种属的肝微粒体酶孵育,通过不同种属中药物剩余量的百分比的对
数与反应时间做曲线,求斜率,计算不同种属的代谢半衰期和清除率,
比较不同动物种属的肝微粒体的代谢性质和人肝微粒体代谢性质的接
近程度,最终为后期的体内药代动力学评价动物选择提供参考。
结果计算
• 将孵育0 min时间点待测化合物的浓度作为100%,其他孵育时间点的 浓度转换为百分剩余量,将各时间点的百分剩余量的自然对数对孵育 时间作线性回归,求算得斜率k,根据公式,T1/2 = - 0.693/k可以计算 得到体外半衰期。肝微粒体中的清除率(CL, mL·min−1·mg−1)= 0.693 / t1/2 (min) × 孵育液 (mL) / 肝微粒体 (mg) 。
常见P450抑制剂和诱导剂
代谢稳定性评价
• 代谢稳定性考察的是化合物被代谢的难易程度和体外清除率的大小, 常用体外代谢半衰期(T1/2)和固有清除率(CLint)表示。一般通过定 量测定目标化合物在酶孵育体系中的清除情况来计算。
孵育系统
• 每 个 孵 育 体 系 总 体 积 为 200 µL , 体 系 包 括 0.1 M 的 PBS 缓 冲 液 (pH=7.4)188 µL,NADPH发生系统12 µL。冰浴上将1 ~ 2 µL的药 物加入孵育体系中,在37 ℃水浴中预热5 min;然后冰浴上加入5 µL 的肝微粒体酶,轻轻混匀,置于37 ℃水浴中孵育,在0min ~ 60min 设置5、6个时间点采集样品。待反应完毕之后加入400 µL含内标的冰 甲醇溶液终止反应。实验中加入孵育体系中的药物体积控制在1%以 内,以防止溶解药物的有机溶剂对肝微粒体有灭活作用。
不同种属的代谢性质评价
• 本研究的目的是采用肝微粒体体外代谢孵育体系研究待测化合物在人、 beagle犬、食蟹猴和SD大鼠肝微粒体中的代谢稳定性,分析待测化合 物在不同种属肝微粒体酶中的代谢半衰期和清除率,并进行CYP450 酶代谢种属差异比较,为后期临床前体内实验的动物选择提供依据。 (实验过程和代谢稳定性实验一致,只是选用的肝微粒体为几种不同 种属)
• 复合:药物首先与氧化型细胞色素P450 Fe3+结合成复合物。 • 还原:P450 Fe3+-药物接受还原辅酶Ⅱ提供的电子,由辅酶Ⅱ细胞色素
C还原酶传递,还原成P-450 Fe2+药物。 • 接受一分子氧:P450 Fe2+药物中的低铁血红素能与分子氧结合。 • 再接受电子还原: O2—P—Fe2+—药物再接受两个电子,由NADPH提供
药物相互作用实验过程
• 采用与代谢稳定性一致孵育体系,冰浴上加入1 µL的一系列浓度的待 测化合物(1、10、100、1000、10000 µM)和1 µL的各特异性探针 底物(空白对照样品不加待测化合物,只加等量溶剂),在37 ℃水 浴中预热5 min,然后冰浴上加入5 µL的肝微粒体酶,轻轻混匀,根据 不同的探针底物在37 ℃水浴中孵育10~30 min,加入有机溶剂混匀终 止反应,每个浓度组设3个平行样品。其中待测化合物浓度为0.01、 0.1、1、10、100 µM。反应结束后,采用LC-MS/MS方法测定各特异 性底物对应的代谢产物的生成量,考察不同浓度的药物对各个特异性 探针底物代谢速率的影响。
代谢表型实验和结果计算
• 本研究的目的是利用肝微粒体体外代谢孵育体系,通过底物消除法,测定加 入不同选择性化学抑制剂后对药物的代谢消除的影响,考察在肝微粒体中参 与代谢化合物的主要CYP450酶。
• 数据计算:用待测物的消除速率表示药物在微粒体孵育体系中的代谢速率; 抑制率(%)=(1-加入抑制剂样品代谢速率/阳性对照样品代谢速率) ×100%=[1-(阴性对照组浓度-实验组浓度)/(阴性对照组浓度-阳性对照组 浓度)]×100%
和安全?(即体外抑制评价和诱导评价, In vitro inhibition or induction study) • 5. 新药前体在何种动物代谢特征与人相似,进而为临床前研究的动物选择提
供依据?(即体外人和动物代谢特征研究, In vitro metabolism profiling in animals and humans)
体外代谢表型的鉴定, In vitro metabolic phenotype identification) • 3. 如新药前体被肝脏显著代谢,其代谢产物是什么,其毒性或药效如何?
(即体外代谢产物的鉴定, In vitro metabolite identification) • 4. 新药前体是否能抑制或诱导肝脏药物代谢酶系,进而影响其它药物的药效
本身代谢减慢,占代谢性相互作用的70% • 酶的诱导剂(inducers):药酶活性增强,使其他药物或
本身代谢加速,占代谢性相互作用的23%
主要的P450酶
• 涉及药物代谢的CYP主要为CYP1、CYP2、CYP3 3个家族中7种重要 的 亚 型 : CYP1A2 、 CYP2B6 、 CYP2C9 、 CYP2C19 、 CPY2D6 、 CYP2E1和CYP3A4
药物在肝微粒体酶的体外代谢研究
色谱小组:汤明海 2016.04.28
药物研发过程中可能会遇到的问题
• 在进行新药(包括中药)研发的历程中,您可能会面临和解决这样的问题: • 1. 新药前体是否被肝脏药物代谢酶系统代谢,造成口服生物利用度低下?
(即体外代谢稳定性评价,In vitro metabolic stability study) • 2. 如果新药前体被肝脏显著代谢,是何种酶系参与该新药前体的代谢?(即
代谢表型
• 代谢表型指特定代谢酶对目标化合物代谢相对贡献的测算,以确定参 与药物代谢的主要酶,为预测个体差异和药物-药物相互作用提供依据。 理想的候选化合物的代谢转化是由多种酶介导,并且不是由一个高度 多态性的酶介导。代谢表型主要测定方法包括重组酶、选择性化学抑 制剂、抗体抑制剂三种方法,其中选择性化学抑制剂法以其操作简单、 成本低等优势被广泛应用。
数据处理
• 用各模型底物的代谢物的生成量反映肝微粒体孵育体系中各CYP450亚型酶的 活性;设定不加待测化合物的代谢底物的孵育体系中各同工型酶活性为100%, 作为对照组;将含不同浓度抑制剂时反应中代谢产物的生成量与不含抑制剂 时反应中代谢产物的生成量相比得出酶剩余活性,以酶剩余活性为纵坐标, 抑制剂浓度的对数值为横坐标绘制抑制曲线,并用SPSS statistics17.0软件计算 相应的半数抑制浓度(IC50 值)。
药物对P450主要酶的抑制和诱导
• 酶抑制和诱导作用是代谢研究的关键,是预测药物-药物相互作用, 评估药物安全性的主要指标。一般通过考察药物对各种酶特异性底物 的代谢速率的影响,得到抑制参数IC50,预测目标化合物对酶的抑制 和诱导作用。
CYP450亚酶的特异性底物及反应条件
• 参照文献,选用的CYP450亚酶的特异性底物及对应的代谢产物、孵育 浓度和时间如下:非那西丁-对乙酰氨基酚 (50 µM非那西丁孵育30 min,CYP1A2,脱烷基反应); 甲苯磺丁脲-4-羟基甲苯磺丁脲(100 µM甲苯磺丁脲孵育30 min,CYP2C9,4-羟基化);奥美拉唑-5-羟基化 奥美拉唑(20 mM 奥美拉唑孵育20 min,CYP2C19,4-羟基化);右 美沙芬-右啡烷(150 µM右美沙芬孵育10 min,CYP2D6,O-去甲基); 右美沙芬-N-去甲右啡烷(50 µM右美沙芬孵育10 min,CYP3A4,N-去 甲基),氯唑沙宗-6-羟基氯唑沙宗(100µM)。氯唑沙宗孵育30min, CYP2E1)。
5
4
剩余%(LN)
3
2
1
0 0
-1
10
20
30
反应时间(min)
人 犬 猴 大鼠
40
小结
• 通过肝微粒体酶完成上述实验我们能够大概预测一个化合物的半衰期 T1/2、清除率Clint,代谢药物的P450酶亚型,代谢产物鉴定以及共同用 药的时候是否存在药物相互作用等,为药物的前期筛选、结构改造以 及后期的动物实验提供参考。