基于CYP2C9/ICAM-1调控系统诠释人参与华法林的相互作用及其机制

Ginseng and warfarin have been widely used in the prevention and therapy of cardiovascular disease, but the clinical safety and effectiveness of combined use of two drugs are still controversial, and the underlying mechanism and molecular targets are not clear yet. Our previous studies have showed that ginsenoside can weaken the anticoagulant effect of warfarin, this effect was accompanied by inhibition of drug metabolic enzyme CYP2C9 and cell adhesion molecule ICAM-1 expression. Therefore, we propose the hypothesis: Ginseng/ginseng’s active components can change the pharmacological effects of warfarin by regulating drug metabolism system and cell adhesion signaling pathway. To verify this hypothesis, we will further systematically investigate the interference effect of ginseng and warfarin and reveal its mechanisms on molecular, cell, tissue and animal levels, which includes: To investigate whether the anticoagulation effect of steady state warfarin in rat is changed by ginseng/ginseng’s active components; To analyze the apparent parameters—pharmacodynamics and pharmacokinetics in rat by treatment of ginseng and warfarin; To clarify the characteristics of hepatic drug metabolic enzyme, substrate and metabolite in rat by co-drug treatment; To explore the interference effect of drugs on the key factors of thrombus—platelet, cytokine and cell surface adhesion molecules. Finally, the dosage-effect, time-effect and molecular targets of ginseng and warfarin interaction will be revealed. This study will provide an important scientific basis for the safe application of drugs for the prevention and treatment of cardiovascular disease.

人参与华法林已被广泛应用于心血管疾病的防治，但其临床联用的安全性和有效性仍存在争议，迄今机制尚不清楚。我们前期研究提示长期服用人参皂苷可减弱大鼠体内华法林的抗凝血作用，其机制可能跟调控药物代谢酶CYP2C9和细胞粘附因子ICAM-1等的表达有关。综上本项目提出“人参/人参有效成分可通过调控药物代谢酶及细胞粘附分子等综合改变华法林的药理作用”的假说。拟从分子-细胞-组织和动物水平系统深入研究人参与华法林的相互作用及其机制，主要包括：考察人参/人参有效成分是否改变大鼠体内稳态华法林的抗凝血作用及凝血因子的表达水平；研究人参对华法林整体药效学和药动学等表观参数的影响；阐明药物对代谢关键酶/基因、底物和代谢产物等的作用特点和分子靶标，探讨药物对细胞粘附因子、刺激因子和血小板等的调控机制，最终揭示两种药物潜在相互作用的量效/时效关系及其分子机制。本研究将为心血管疾病防治药物的安全使用提供科学依据。

心血管疾病是威胁人类生命健康的“头号杀手”。近年来，中西医药联合应用日益成为临床治疗的重要手段，明确中西药联用的相互作用及机制，已成为有效防治心血管疾病的关键。华法林（War）和人参是临床治疗心血管疾病的常用药物，但两者联用的安全性和有效性尚存在争议。本项目首先对人参主要活性成分进行精制及定性定量分析，然后从药物代谢酶及细胞粘附因子等角度，对人参总皂苷（GS）及其单体与War联用的药效-药理-药代动力学作用特点、量效/时效关系及其分子机制等进行系统性研究。主要发现如下：在角叉菜胶所致大鼠尾部血栓模型中，GS能够浓度依赖性地抑制War的抗血栓作用；在健康和高血脂大鼠模型中，GS与War联用会使体内凝血因子Ⅱ、Ⅶ和抗凝血因子蛋白Z表达水平升高，凝血酶原时间（PT）和国际标准化比值（INR）降低，从而减弱大鼠体内稳态War的抗凝血效果，且该拮抗作用与GS剂量及联用时间呈正相关；药物代谢动力学研究表明，GS与War联用可加速War在大鼠体内的代谢，使其半衰期（t1/2z）缩短，药-时曲线下面积（AUC）降低，药物代谢酶CYP1A2、2C9和3A4表达水平提高。细胞-分子水平研究显示，相对于人参皂苷单体（Rg1、Rb1）和War单独用药，联合用药会使经细胞刺激因子TNF-α诱导的血管内皮细胞HUVEC、HPMEC与细胞基质/活化血小板之间的粘附能力增强，细胞粘附因子（ICAM-1、VCAM-1）表达水平升高。此外，基于人参皂苷单体的纳米系统可以减少ApoE-/-动脉粥样硬化（AS）小鼠主动脉的斑块形成，但当其与War联用后对AS治疗效果减弱。综上，本研究实现了对人参主要活性成分的提取及定性定量分析；阐明了GS对体内稳态War的抗凝血、抗血栓影响效果及其量效-时效关系；明确了药物代谢关键酶CYP的上调是GS抑制War体内代谢作用的关键；揭示了细胞粘附分子CAM可能是两种药物产生相互作用的重要靶标。该工作从多角度诠释了GS和War之间的多重药效特点及潜在药理作用机制，为二者临床安全、合理用药提供了科学依据。