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三叶豆紫檀苷在大鼠体内代谢的初步研究



全 文 :Traditional Chinese Drug Research & Clinical Pharmacology,2012 March,Vol.23 No.2
·药物动力学研究·
收稿日期:2011- 10- 10
作者简介:陈磊,男,博士,讲师,研究方向:中药分析化学与代谢。Email:chenlei0080@163.com。通讯作者:张宏桂,教授,研究方向:中药
活性与质量研究。Email:zhanghonggui@163.com。
基金项目:广东高校优秀青年创新人才培养计划项目(LYM10095)。
苦参为豆科槐属植物苦参 Sophora flavescens Ait.
的干燥根,研究证明其所含黄酮类成分具有广泛的
药理作用,是苦参发挥药效的主要物质基础之一。
三叶豆紫檀苷为苦参的主要黄酮类成分[1- 2],近年来
研究认为其可能成为新型的治疗Ⅱ型糖尿病药物[3],
同时可能是新型神经氨酸(糖)苷酶抑制剂的先导结
构[4]。在进行三叶豆紫檀苷药效学实验时,发现大鼠
灌胃给药后在血浆中测不到三叶豆紫檀苷原型化合
物的存在,同时原型药物在大鼠尿、粪和胆汁中总
排泄量远远小于其给药量。上述研究结果提示,三
叶豆紫檀苷发挥效应的物质基础很可能是经过体内
代谢生成的新化学物质,也可能是原药和活性代谢
物产生协同作用。本研究首次对三叶豆紫檀苷在大
鼠尿液和粪便中的代谢终产物进行了初步研究,并
对其体内代谢途径进行推测。
1 材料与方法
1.1 仪器与试药 Agilent 1100 LC- MSD TRAP XCT/
plus系统,美国安捷伦公司,含在线真空脱气机,高
压二元梯度泵,自动进样器,柱温箱,二极管阵列
检测器,电喷雾(ESI)接口,HP ChemstationRevA0.
803色谱工作站。Sartorious BT 25S型 1/100000电子
三叶豆紫檀苷在大鼠体内代谢的初步研究
陈 磊 1,3,刘 怡 2,张宏桂 3,梁生旺 1(1. 广东药学院中药学院,广州 510006;2. 南方医科大学中医药学院,
广州 510515;3. 北京中医药大学中药学院,北京 100102)
摘要:目的 对三叶豆紫檀苷在大鼠体内代谢产物进行研究,初步推测其体内代谢途径。方法 收集大鼠灌胃
给予三叶豆紫檀苷后的尿液和粪便,采用 HPLC-MSn分析代谢物的色谱行为、电喷雾多级质谱信息,并与对照
品和空白组大鼠对应代谢物比较。结果 三叶豆紫檀苷大鼠灌胃给药后尿液中检测到代谢产物高丽槐素和高丽
槐素-3-O-磺酸,粪便中检测到代谢产物高丽槐素。结论 三叶豆紫檀苷在大鼠体内可广泛代谢,并推测了其
体内代谢途径。
关键词:三叶豆紫檀苷;高丽槐素;代谢产物
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:1003-9783(2012)02-0174-04
doi:10.3969/j.issn.1003-9783.2012.02.015
In-vivo Study of Metabolism of Trifolirhizin in Rats
CHEN Lei1,3,LIU Yi2,ZHANG Honggui3,LIANG Shengwang1(1. Guangdong Pharmaceutical College,Guangzhou
510006,China; 2. Southern Medical University,Guangzhou 510515,China; 3 Beijing University of Traditional
Chinese Medicine,Beijing 100102,China)
Abstract:Objective To investigate the principal metabolites of trifolirhizin in rats after intragastric(ig)administration
by HPLC- MSn,and to propose their metabolic pathways. Methods Urine and stool of the rats were collected after ad-
ministration for the comprehensive analysis of chromatographic retention time and electrospray mass spectrometry and
multistage level information of the metabolites,and the results were compared with the reference substance. Results
Maackiain and Maackiain- 3- O- sulfoacid were identified in urine, and Maackiain was identified in feces after tri-
folirhizin ig administration. Conclusion Extensive metabolism of trifolirhizin has been shown in rats after ig administra-
tion,and the metabolic pathway of the metabolites has been proposed.
Keywords:Trifolirhizin;Maackiain;Metabolites
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中药新药与临床药理 2012年 3月第 23卷第 2期
分析天平,德国赛多利斯公司;KQ- 500DE型超声波
清洗器,昆山市超声仪器有限公司;QL- 901 漩涡混
合机,其林贝尔仪器制造公司;台式高速离心机,
上海隆拓仪器设备有限公司;旋转蒸发器,中国科
学院生物物理所科龙仪器厂。
三叶豆紫檀苷、高丽槐素对照品自制,经结构
确证及 HPLC法检测,面积归一化质量分数分别为
98.85 %、98.34 %。甲醇、乙腈,Fisher公司,色谱
纯;Milli- Q系统纯化水(液质用水);乙酸、磷酸等
试剂为分析纯,北京北化精细化学品有限责任公司。
1.2 动物 健康雄性 SD大鼠,体质量(250±10)g,
由北京维通利华动物技术有限公司提供,许可证编
号:SCXK(京)2007- 0001。在北京中医药大学动物实
验中心饲养,适应性喂养 1周后开始实验。
1.3 色谱条件 色谱柱:Alltech Apollo C18(4.6 mm×
150 mm,5 μm);柱温:30℃;流速:1.0 mL·min-1;
检测波长:310 nm;进样量:20 μL。流动相:A:乙
腈,B:Milli- Q系统纯化水;梯度洗脱:0 min:A∶
B(20∶80); 10 min:A∶B(30∶70);50 min:A∶
B(30∶70);60 min:A∶B(50∶50)。
1.4 质谱分析条件 电喷雾离子化(ESI)源;检测方
式:负离子;雾化气压力:60 kPa;干燥气流速:12
L·min-1;干燥气温度:350 ℃;喷雾电压:4 kV;多
级扫描碰撞气:氮气。
1.5 尿样、粪便样品的采集与处理 尿样:大鼠 6
只,分成 2组(空白、三叶豆紫檀苷)。置代谢笼中,
收集空白尿样后,三叶豆紫檀苷组灌胃给予三叶豆
紫檀苷 0.1 g/kg,8 h一次,每天 2次,给药 1 d,空
白组给予等量的饮用水,首次给药前 8 h,动物禁
食。收集首次给药后 0~24 h尿液并于 - 20 ℃保存备
用。分析前,取 - 20 ℃下静置保存的尿液样品,解
冻后 4000 r·min-1离心 10 min,静止 10 min 后再离
心一次。取上清液加入适量甲醇,40 ℃下减压浓缩
成干浸膏,用甲醇溶解后过 0.45 μm微孔滤膜,即得
尿液样品溶液。同法制备空白尿液样品溶液。
粪便样品:以尿样所用大鼠,收集空白粪便样
品后,两组按上述方法给药。收集首次给药后 0~24 h
粪便样品后于 - 20 ℃保存备用。分析前,取 - 20 ℃
保存粪便样品研匀,加入约 5倍量甲醇浸泡 1 h后超
声提取 20 min,滤纸过滤,取滤液以 4000 r·min-1离
心 10 min,静止 10 min后再离心一次。取上清液 40℃
下减压浓缩成干浸膏,用甲醇溶解后过 0.45 μm微孔
滤膜,即得粪便样品溶液。同法制备空白粪便样品
溶液。
1.6 尿样、粪便样品中代谢产物分析 取三叶豆紫檀
苷大鼠灌胃后尿样、粪便样品以及空白尿样、粪便
样品,在相同的色谱条件下进行 HPLC- MSn分析,根
据保留时间和各色谱峰质谱数据,比较确定三叶豆
紫檀苷在尿样、粪便样品中代谢产物,同时对其代
谢产物结构进行分析。
2 结果
2.1 尿液中代谢物的确定 根据三叶豆紫檀苷及其可
能代谢物的特点采用 ESI源,以负离子方式进行检
测。在本实验条件下,得到空白尿液样品及含药尿
液样品的 HPLC图谱以及各色谱峰的多级质谱信息。
通过综合分析代谢物的色谱保留行为、电喷雾质谱
信息,并与对照品比较,在灌胃三叶豆紫檀苷大鼠
尿液中发现有其苷元高丽槐素(M1) 和高丽槐素
- 3- O- 磺酸(M2),见图 1。
A. 空白尿液样品;B. 高丽槐素加空白尿液;C. 灌胃三叶豆紫檀苷后
尿样;M1. 高丽槐素、M2. 高丽槐素- 3- O-磺酸
图 1 大鼠灌胃后尿液中代谢物色谱图
Figure 1 The HPLC chromatograms of rat urine sample after in-
tragastric administration
2.2 粪便中代谢物的确定 由于粪便样品中内源性干
扰影响较大,未能获得理想的色谱图,根据三叶豆
紫檀苷及其可能代谢物的特点采用 ESI 源,以选择
性负离子模式对代谢产物 M1、M2及其葡萄糖醛酸
结合物进行扫描检测。结果在灌胃三叶豆紫檀苷大
鼠粪便中仅发现其苷元高丽槐素(M1);提高灌胃给
药剂量,也未发现其他代谢产物。代谢物离子流图
见图 2。
2.3 代谢物质谱图及结构推测 代谢产物 M1的色谱
A
B
C
M1
M1
M2
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Traditional Chinese Drug Research & Clinical Pharmacology,2012 March,Vol.23 No.2
保留时间为 27 min左右,在一级负离子全扫描质谱
中的准分子离子[M- H]- 为 m / z 283,比三叶豆紫檀苷
的准分子离子 m / z 445少 162 Da,推测该代谢物为
三叶豆紫檀苷失去一分子葡萄糖而产生的。在准分
子离子 m / z 283 的二级质谱中生成了碎片离子 m / z
255。通过 M1 与高丽槐素对照品在相同条件下的
色谱行为和质谱行为比较,发现两者完全一致,证
明此化合物为三叶豆紫檀苷的苷元高丽槐素,见图
3。
M1- A. 高丽槐素二级质谱;M1- B. 高丽槐素三级质谱
图 3 代谢物高丽槐素多级质谱图
Figure 3 Multistage mass spectrometry of Maackiain
代谢产物 M2 的色谱保留时间为 19 min 左右,
在一级负离子全扫描质谱中的准分子离子[M- H]- 为
m / z 363,比三叶豆紫檀苷的准分子离子 m / z 445少
82 Da,比高丽槐素的准分子离子 m/z 283多 80 Da,
在准分子离子 m / z 363的二级质谱中生成了碎片离子
m / z 283,失去的 80 Da刚好是磺酸结合物的诊断离
子;在准分子离子 m / z 363 的三级质谱中发现 m / z
283生成了碎片离子 m / z 255,与高丽槐素质谱行为
一致。综合以上分析结合,M2的色谱保留行为推测
该代谢产物为三叶豆紫檀苷失去葡萄糖后与一分子
磺酸相结合,即高丽槐素 - 3- O-磺酸,见图 4。
M2- A.高丽槐素- 3- O-磺酸二级质谱;M2- B.高丽槐素- 3- O-磺酸三级质谱
图 4 代谢物高丽槐素-3-O-磺酸多级质谱图
Figure 4 Multistage mass spectrometry of Maackiain-3-O-sulfoacid
3 讨论
药物代谢研究是药物研究和开发过程必备的重
要环节,可为新药研究提供多方面的参考和理论依
据。本文对三叶豆紫檀苷在体内的代谢途径进行了
初步研究,首次在 SD大鼠灌胃三叶豆紫檀苷尿液及
粪便中检测到Ⅰ、Ⅱ相代谢产物各一个,并推测了
其代谢途径,见图 5。
图 5 三叶豆紫檀苷(M0)体内可能的代谢途径
Figure 5 Proposed metabolic pathway of trifolirhizin in vivo in rat
根据前期对三叶豆紫檀苷和高丽槐素对照品质
谱行为的研究[5],发现紫檀类成分在负离子模式下有
较强的响应,因此选择了负离子全质谱扫描的方式
研究其代谢产物。在大鼠体内共发现 2个代谢产物,
分别是Ⅰ相代谢产物高丽槐素(M1)和Ⅱ相代谢产物
高丽槐素- 3- O- 磺酸(M2)。从代谢产物终产物结构
A. 空白粪便样品;B. 高丽槐素加空白粪便;C. 灌胃三叶豆紫檀苷后
粪便样品;M1. 高丽槐素
图 2 大鼠灌胃后粪便中代谢物离子流图
Figure 2 The total ion chromatogram of rat faeces sample after in-
tragastric administration
3000
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min
250
200
150
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0
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M1-A M1-B
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
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0
100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600min min
M2-BM2-A
1.25
1.00
0.75
0.50
0.25
0.00
4
3
2
1
0
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A
B
C
M1
M1
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中药新药与临床药理 2012年 3月第 23卷第 2期
和选择性上来看,所选动物对三叶豆紫檀苷脱糖、
脱葡萄糖醛酸能力较强,这与其体内对应糖苷酶、
苷水解酶或葡糖醛酸苷酶(glucuronidase,GUS)活性较
强有关,同时推测三叶豆紫檀苷的脱糖代谢是其体
内代谢的起始和关键步骤。这是国内外首次对三叶
豆紫檀苷在大鼠体内代谢情况进行的探索,将有助
于理解三叶豆紫檀苷的作用机制,并为以后的新药
开发研究提供有益信息。
参考文献:
[1]赵慧娟,王答其,孙文基. HPLC法测定苦参中三叶豆紫檀苷的含
量[J]. 药物分析杂志,2005,25(2):175- 178.
[2]刘斌,石任兵,朱丽君. HPLC法测定苦参及苦参汤有效部位中三
叶豆紫檀苷含量[J]. 北京中医药大学学报,2006,29(6):412-
415.
[3] Sato S,Takeo J,Aoyama C,et al. Na+- Glucose cotransporter(SGLT)
inhibitory flavonoids from the roots of Sophora flavescens [J]. Bioorgan
Med Chem,2007,15(3):3445- 3449.
[4] Young BR,Marcus J, Jin HK, et al. Pterocarpans and flavanones
from Sophora flavescens displaying potent neuraminidase inhi bition [J].
Bioorgan Med Chem Lett,2008,18(12):6046- 6049.
[5] 陈磊,刘怡,梁生旺 . 苦参化学成分研究 [J]. 广东药学院学报 .
2011,27(5):471- 473.
(编辑:梁进权)
收稿日期:2011- 06- 21
作者简介:韩刚,男,教授,研究方向:药物动力学。Email:tsyxhg@163.com。
小承气汤中大黄酸在大鼠体内的药动学研究
韩 刚,赵 媛,索 炜,康 欣,王彦雪,肖 倩(河北联合大学药学院,河北唐山 063000)
摘要:目的 研究小承气汤中大黄与厚朴、枳实配伍对大黄酸在大鼠体内药动学过程的影响。方法 大鼠分别
给予大黄及小承气汤,高效液相色谱法测定大黄酸在大鼠体内血药浓度变化。色谱柱为 Diomansil C18(4.6 mm×
150 mm,5 μm),流动相为甲醇-水-冰醋酸(77 ∶ 22 ∶ 1);检测波长为 428 nm;流速为 1.0 mL /min。血药浓度
数据采用 3P97药动学软件进行分析。结果 大黄酸血药浓度在 1.0~15 μg/mL范围内线性关系良好。大鼠给予
大黄及小承气汤后,大黄酸血药浓度-时间曲线均符合二房室模型,其主要药动学参数 AUC、Cmax和 CL均存在
显著性差异(P < 0.05)。结论 大黄与厚朴、枳实配伍后,使大黄酸在大鼠体内的血药浓度降低。
关键词:小承气汤;大黄;大黄酸;药动学;高效液相色谱法
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:1003-9783(2012)02-0177-03
doi:10.3969/j.issn.1003-9783.2012.02.016
Pharmacokinetics of Rhein from Minor Chengqi Decoction in Rats
HAN Gang,ZHAO Yuan,SUO Wei,KANG Xin,WANG Yanxue,XIAO Qian(Pharmaceutical College of Hebei
United University,Tangshan 063000 Hebei,China)
Abstract:Objective To study the pharmacokinetics of rhein in rats after oral administration of Minor Chengqi De-
coction. Methods The experimental rats were given Radix et Rhizoma Rhei decoction,Minor Chengqi Decoction re-
spectively. The plasma concentration of rhein in rats was measured by HPLC. Diomansil C18(4.6 mm×150 mm,5 μm)
was used as the analytical column. The mobile phase consisted of methanol-water-glacial acetic acid(77 ∶ 22 ∶ 1),
the wavelength of detection was set at 428 nm,and the flow rate was 1.0 mL / min. Seropharmacological data were
processed by pharmacokinetics software 3P97. Results The linear range of rhein was from 1.0 to 15 μg/mL. The con-
centration-time curves of rhein in rats fitted well into two compartment model. The main pharmacokinetic parameters
of the concentration-time curve and the maximum plasma concentration of rhein showed significant differences be-
tween Radix et Rhizoma Rhei decoction group and Minor Chengqi Decoction group(P < 0.05). Conclusion The in-
vivo plasma concentration of rhein decreases when rats were given the decoction of Radix et Rhizoma Rhei combined
with other medicinal materal in Minor Chengqi Decoction.
Keywords:Minor Chengqi Decoction;Radix et Rhizoma Rhei;Rhein;Pharmacokinetics;HPLC
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