基于乌头生物碱的代谢规律研究中药附子毒代动力学的生物标志性特征

中药附子的主要活性/毒性成分为乌头碱(AC)、中乌头碱(MA)和次乌头碱(HA)双酯型生物碱。我们的研究表明：大鼠口服中毒剂量的附子醇提物后，可检测到血浆中高浓度的AC、MA和HA及尿液中多个代谢产物 (如16-O-去甲基乌头碱等)。采用肝微粒体P450代谢体系孵育发现多个包括16-O-去甲基乌头碱在内的代谢产物。 研究也表明参与代谢的CYP酶有CYP3A4、CYP1A2、CYP2D6及CYP2C，而乌头生物碱无II相代谢。由此，我们认为乌头生物碱代谢物特征谱和参与代谢的CYP酶指纹特征谱可作为表征附子毒代动力学的生物标志性特征(Toxicokinetic biomarkers, TK biomarkers)。因此，本课题拟采用肝微粒体代谢酶、重组人源化CYP酶、CYP酶探针等模型对这两种特征谱进行深入研究，阐明乌头生物碱代谢规律及机理，建立表征附子毒代动力学的TK biomarkers。

本课题系统研究表明从毒代动力学认识附子的毒性是：1）附子毒性主要来源于双酯链生物碱；2）单酯链生物碱是附子在体内的主要暴露形式，服用水提附子而产生的毒性，应关注其单酯链生物碱；阐明生物利用度屏障中“CYP酶-外排转运蛋白”清除程序是机体防御和阻抗乌头生物碱毒性发生的重要机制。阐明CYP酶和外排转运蛋白，尤其是CYP3A4和P-gp，由于可共享结构相似的底物，在生物利用度屏障上形成的“CYP酶-外排转运蛋白”清除程序是机体防御和阻抗附子毒性发生的重要机制。在此机制研究中，首次证实CYP酶（CYP3A4、CYP3A5、CYP2C9、CYP2D6）主要通过水解、羟基化、脱甲基及脱氢反应，使其极性增大有利于II相代谢继而被机体清除，完成对毒性成分双酯链生物碱的代谢解毒过程。CYP酶及水解酶作为双酯链乌头生物碱的解毒关键蛋白，其参与此清除途径的CYP酶亚型和其相应代谢产物可标示其解毒途径与方式，也可将双酯链乌头生物碱的代谢产物作为毒代动力学的解毒标示物（TK biomarkers），为进一步构建毒代动力学监控方法提供参考依据。因此，申请人深入阐述了乌头生物碱解毒途径，诠释其毒性发生的重要新机制，为有毒中药的毒性研究扩展新思路，提供新的解决方案。发表SCI文章6篇，获得广东省优秀博士学位论文1篇。