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Metabolic study of ginsenoside Re in rats

人参皂苷Re在大鼠体内的代谢研究



全 文 :人参皂苷 Re在大鼠体内的代谢研究
陈广通1,杨敏2,果德安2
(1.南通大学 医学院,江苏 南通 226001;
2.中国科学院 上海药物研究所 上海中药现代化研究中心,上海 201203)
[摘要] 目的:研究人参皂苷Re在大鼠体内的代谢情况并了解其代谢产物。方法:将6只SD大鼠按100mg·kg-1灌胃
给予人参皂苷Re,收集给药后12,24,36,48,60,72h粪便,预处理后采用HPLCESIMS/MS方法,以人参皂苷Re的微生物转
化产物为对照品,检测大鼠体内的代谢产物。结果:在大鼠体内共检测到6个代谢产物,并利用对照品鉴定了它们的结构分别
为:20(S)人参皂苷Rg2,20(S)人参皂苷Rh1,20(R)人参皂苷Rh1,人参皂苷F1,3羰基人参皂苷Rh1和原人参三醇。结论:
人参皂苷Re在大鼠体内的代谢产物较多,且与微生物转化产物具有很强的相似性。
[关键词] 人参皂苷Re;微生物转化;LCMS/MS
[收稿日期] 20081010
[通信作者] 陈广通,Tel:(0513)85051749,Email:chenguangtong
@tom.com
  三七 Panaxnotoginseng是我国的传统珍贵药
材,具有止血、散瘀、消肿、止痛等功效。三七中的达
玛烷型三萜皂苷是其主要有效成分之一,所含的达
玛烷型三萜皂苷包括原人参二醇型和原人参三醇
型[1]。人参皂苷 Re属于原人参三醇型,是三七中
主要的皂苷成分之一,具有益智[2]、抗衰老[3]、抗缺
血性心律失常[4]等作用。近年来,虽然对人参皂苷
Re的药物动力学研究可见报道[5],但尚未见人参皂
苷Re的体内代谢产物的报道。由于人参皂苷类化
合物的药效与体内代谢产物间有着极其密切的关
系,因此研究人参皂苷 Re在机体内的代谢产物对
阐明其药效作用具有重要意义。由于药物的体内代
谢产物往往与其微生物转化产物具有一定的相似
性,因此,微生物转化可以作为药物代谢的模型,辅
助鉴定其代谢产物[68]。本研究以前期工作中分离
得到的人参皂苷 Re微生物转化产物为对照品,利
用HPLCESIMS/MS技术,对人参皂苷 Re在大鼠
体内的代谢进行了研究,鉴定了6个代谢产物的结
构,并探讨了此化合物在微生物与大鼠体内代谢的
相似性。
1 材料
1.1 动物 SD大鼠6只,雄性,体重200~220
g,清洁级,由上海中医药大学动物中心提供,合
格证号SCXK(沪)20030002。
1.2 试剂与药品 色谱纯乙腈(Merck,Darmstadt,
Germany),去离子水经过 MiliQ系统纯化(Mili
pore,Bedford,MA,USA),人参皂苷 Re(昆明众正
生物科技有限公司,纯度 >98%),其余人参皂苷对
照品由作者采用微生物转化方法获得,其纯度均大
于95%[9]。其余试剂均为分析纯(国药集团化学试
剂公司)。
1.3 仪器 液质联用仪 TSQQuantumLCMS(San
Jose,CA,USA),使用FinniganXcalibur数据处理系
统。Thermo液相色谱仪,AgilentZorbaxSBC18反相
色谱柱(46mm×250mm,5μm),AgilentZorbax
SBC18保护柱(4mm×20mm,5μm)。
2 方法
2.1 粪便样品采集 取大鼠6只饲养3d,待其充
分适应环境后,禁食24h(自由饮水),同时接取粪
便做为空白。大鼠按100mg·kg-1剂量灌胃给予
人参皂苷Re,置于代谢笼中,继续禁食,收集给药后
12,24,36,48,60和72h粪便,冷冻保存,待处理。
2.2 粪便样品的处理 将 1g粪便称重后研磨,
加入2mL甲醇超声提取30min后于3000rmin-1
离心10min,上清液经045μm滤膜过滤,续滤
液备用。
2.3 HPLCDAD分析条件 流动相乙腈水,梯度
洗脱,0~30min,15% ~22%;50min,30%乙腈;80
min,40%乙腈;120min,60%乙腈。流速10mL·
min-1,柱温 30℃,检测波长 203nm。进样量 20
μL。
2.4 LCMS分析条件 流动相乙腈02%醋酸水,
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梯度洗脱程序0~10min,由20%的乙腈线性升至
22%;20min,升至30%;50min,升至40%;70min,
升至60%。ESI离子源,正离子模式;质谱条件经过
反复优化,最终确定为:鞘气流速40arb;助气流速
10arb;喷雾电压45kV;毛细管温度300℃。
3 结果
3.1 代谢产物 HPLC分析结果 共检测到底物人
参皂苷Re和5个代谢产物的色谱峰。经与对照品
进行比对确定代谢产物的结构分别为:20(S)人参
皂苷Rg2(M1),20(S)人参皂苷 Rh1(M2),20(R)
人参皂苷Rh1(M3),人参皂苷 F1(M4)和原人参三
醇(M5)。
同时记录所测的底物和3个代谢产物:20(S)
人参皂苷 Rg2,原人参三醇,20(R)人参皂苷 Rh1的
色谱峰面积,与时间作图,记录粪便中的含量变化,
见图1。
图1 人参皂苷Re及其代谢产物在粪便中的含量变化曲线
3.2 代谢产物 HPLCESIMS/MS分析结果 样品
经LCMS/MS分析,进行全离子和选择离子扫描,检
测到了底物及6个代谢产物 M1M6。其 LCMS选
择离子流图见图2,MS和MSMS质谱图见图3。分
别对6个代谢产物进行 MS和 MSMS分析,将所得
的碎片离子与对照品进行比较。
图2 大鼠粪便样品的LCMS图谱
  在MS谱中,M1显示m/z785[M+H]+准分子
离子峰,比人参皂苷 Re的 m/z947[M+H]+少
162,提示为脱去一分子葡萄糖基的代谢产物。在
MSMS谱中,代谢产物显示了3个主要的碎片离子
峰m/z441,423和405,提示代谢产物结构中含有1
个葡萄糖基。将对照品 20(S)人参皂苷 Rg2进行
LCMS/MS分析,所得到的 MS和 MS/MS数据及色
谱保留时间与代谢产物 M1相同,因此该代谢产物
的结构鉴定为20(S)人参皂苷Rg2。
在MS谱中M2,M3和M4均显示m/z639[M+
H]+准分子离子峰,比人参皂苷Re的m/z947[M+
H]+少308,提示均为脱去一分子鼠李糖基和葡萄
糖基的代谢产物。在MSMS谱中,上述3个代谢产
物均显示了3个主要的碎片离子峰 m/z441,423和
405,提示代谢产物结构中含有1个葡萄糖基。分别
将对照品 20(S)人参皂苷 Rh1,20(R)人参皂苷
Rh1和人参皂苷 F1进行 LCMS/MS分析,将 MS和
MSMS数据及色谱保留时间与代谢产物相比较。
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图3 代谢产物的ESIMS(a)和ESIMS/MS(b)图谱
分别与代谢产物M2,M3和M4一致,因此这3个代
谢产物的结构分别鉴定为20(S)人参皂苷 Rh1,20
(R)人参皂苷Rh1和人参皂苷F1。
在MS谱中,代谢产物 M5显示 m/z477[M+
H]+准分子离子峰,比人参皂苷 Re的[M+H]+
947m/z少470,提示为脱去二分子葡萄糖基和一分
子鼠李糖基的代谢产物。经与对照品原人参三醇的
MS和MSMS数据及保留时间相比较,鉴定代谢产
物M5的结构为原人参三醇。
在MS谱中,代谢产物 M6显示 m/z637[M+
H]+准分子离子峰,比人参皂苷 Rh1的 m/z639
[M+H]+少2,提示为1个羟基变成羰基的代谢产
物。在MSMS谱中显示了3个主要的碎片离子峰
m/z441,423,405,提示代谢产物结构中含有1个葡
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萄糖基。因此鉴定代谢产物的结构为 3羰基人参
皂苷Rh1。
4 讨论
人参皂苷并不是完全以原药形式吸收入血,而
是通过酸碱水解、肠道菌群代谢或肝脏代谢变成水
解物或代谢物,进而产生疗效。故在考察人参皂苷
的体外抗菌、抗肿瘤等作用时,不能仅考虑原型药物
的作用,还要考虑其在体内是否代谢,代谢产物是否
有活性及其活性强弱[10]。
本实验发现大鼠口服人参皂苷 Re后,大量的
原形药物通过粪便排泄出体外,12h内能检测到的
代谢产物很少,表明人参皂苷 Re在体内需要经过
肠内菌的代谢,从而导致检测的时限延长。HPLC
ESIMS/MS检测结果表明人参皂苷 Re在大鼠体内
代谢的产物与微生物转化的产物基本一致,进一步
证明了可以利用微生物转化模型来模拟人参皂苷在
人类或动物体内的代谢。
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MetabolicstudyofginsenosideReinrats
CHENGuangtong1,YANGMin2,GUODean2
(1.MedicalColege,NantongUniversity,Nantong226001,China;
2.ShanghaiResearchCenterforModernizationofTraditionalChineseMedicine,ShanghaiInstituteofMateriaMedica,
ChineseAcademyofSciences,ZhangjiangShanghai201203,China)
[Abstract] Objective:TosystemicalystudythemetabolismofginsenosideReinrats.Method:SixSDratswereuseddivided
into3groups.AfteroraladministrationofginsenosideReatadosageof100mg·kg-1,feceswerecolectedat12,24,36,48,and
60h.ThemicrobialtransformationmetabolitesofginsenosideRewereusedasstandardreferences.HPLCESIMS/MSanalysiswas
usedinthemetabolismstudies.Result:SixmetabolitesofginsenosideReweredetectedinratfecesbyHPLCESIMS/MSanalysis.
Theirstructureswereidentifiedas20(S)ginsenosideRg2,20(S)ginsenosideRh1,20(R)ginsenosideRh1,ginsenosideF1,3oxo
ginsenosideRh1andprotopanaxatriol.Conclusion:GinsenosideRehasthesamemetabolicpathwaywithmicroorganisms,tosomeex
tent,justifiedtheuseofmicrobialmodelsformammalianmetabolismstudies.
[Keywords] ginsenosideRe;metabolism;LCMS/MS
[责任编辑 古云侠]
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