四环氧化吲哚生物碱基于跨细胞转运作用穿透大鼠血脑屏障的机理研究

As bioactive components to heal dementia, four kinds of tetracyclic oxindole alkaloids, namely, rhynchophylline, isorhynchophylline, corynoxeine, and isocorynoxeine, had been verified to be able to penetrate blood-brain barrier (BBB) in vitro. This proposal investigates the relationship between the activities of P-gp with MRP-1 and drug concentration gradient in brain, the role of brain CYP450 in transporting drugs, the vehicle-mediated BBB disruption, as well as the influence of R and S isomerism on drug structure-transport relationship (STR), to illustrate that tetracyclic oxindole alkaloids could penetrate blood-cerebrospinal fluid barrier and BBB due to their STR-mediated transcellular pathway in rat brain. This project would present a completely new probe into the relationship between carrier-mediated mechanisms of P-gp with MRP-1 and transcellular function of drug itself, to afford new research train of thoughts in studying central acting drugs constricted by BBB, and creat a found for developing tetracyclic oxindole alkaloids into effective drugs in central nervous system due to their brain drug targeting.

钓藤碱、异钓藤碱、去氢钓藤碱、异去氢钓藤碱这四种四环氧化吲哚生物碱作为具有抗老年痴呆作用的活性药理成分，在体外实验中证明可以穿透血脑屏障模型。本项目通过研究血脑屏障中P-gp和MRP-1在四环氧化吲哚生物碱穿透血脑屏障时活性与浓度梯度分布的关系、脑内CYP-450参与药物转运过程的角色、投药载体对血脑屏障造成的溶剂调节破裂作用、以及药物的R、S异构在药物结构传输关系中对跨细胞转运的影响，阐明四环氧化吲哚生物碱鉴于药物结构传输关系导致的跨细胞转运过程是穿透大鼠血脑脊液屏障、血脑屏障的核心机制。本项目将对进一步深入理解中枢作用药物穿透血脑屏障过程中P-gp和MRP-1的载体调节运输作用和由于药物自身的跨细胞转运作用的关系具有明确的学术意义；为研究治疗脑疾病的中枢药物而受限于血脑屏障的客观存在提供新的思路；为基于脑药靶向作用的四环氧化吲哚生物碱治疗中枢神经系统疾病药物的开发奠定坚实的基础。

用于治疗脑疾病的传统中药钓藤中的药理活性成分钓藤碱、异钓藤碱、去氢钓藤碱、异去氢钓藤碱这四个四环氧化吲哚生物碱的药理、药效作用研究及从生药资源中的分离、鉴定、测定方法的研究日趋活跃。四环氧化吲哚生物碱在体外实验中证明可以穿透血脑屏障模型，在大鼠体内通过经口投药、静脉给药方式，可以吸收进入到中枢神经系统。这是其发挥药理、药效作用的物质基础。四环氧化吲哚生物碱如何穿越大鼠血脑屏障、如何在大鼠中枢神经系统中分布，也就成为了研究其药理、药效作用的关键科学问题。本受资助项目着眼于四环氧化吲哚生物碱基于跨细胞转运作用下穿透大鼠血脑屏障的机理研究，阐明了四环氧化吲哚生物碱是基于药物结构传输关系导致的跨细胞转运过程而穿越大鼠血脑脊液屏障、血脑屏障的核心机制。解明了四环氧化吲哚生物碱穿透血脑脊液屏障源于跨细胞转运作用，阐释了四环氧化吲哚生物碱穿透血脑屏障源于跨细胞转运过程，而不是P-gp和MRP-1的载体调节运输作用，也不是跨细胞转运与P-gp和MRP-1的载体调节运输协同作用。本项目通过建立脑组织等生物介质中四环氧化吲哚生物碱分离、鉴定的UHPLC-MS/MS方法，采用侧脑室给药、微透析技术等研究手段，在激发或抑制P-gp、MRP-1和CYP450酶活性的条件下，研究了大鼠血脑屏障中P-gp和MRP-1在四环氧化吲哚生物碱穿越血脑屏障时活性与浓度梯度分布的关系、脑内CYP450参与药物转运过程的角色、投药载体对血脑屏障造成的溶剂调节破裂作用、以及药物的R、S异构在药物结构传输关系中对跨细胞转运的影响，明确了四环氧化吲哚生物碱穿越大鼠血脑屏障的跨细胞转运作用机制。本项目的研究内容和成果为深入研究四环氧化吲哚生物碱治疗脑疾病的作用机制奠定了坚实的基础。本项目的开展对进一步深入理解P-gp和MRP-1的载体调节运输作用和由于药物自身的跨细胞转运作用的关系有明确的科学意义，为基于脑药靶向作用的四环氧化吲哚生物碱治疗中枢神经系统疾病药物的研发奠定了良好的基础，为研究和开发治疗脑疾病的中枢神经药物而受限于血脑屏障的客观存在提供了新的研究思路和方法。