基于配位理论的细辛肝毒性成分早期发现及其机理研究

Drug-induced liver injury caused by traditional Chinese medicine should not be ignored, its happening closely related with irreversible inhibition of cytochrome P450 (CYP450) enzymes. Compounds containing of benzodioxole in asarum are catalyzed by CYP450 to generate metabolic intermediate (MI) complexes, which results in irreversible inhibition of CYP450 and hepatotoxicity, the mechanism of hepatotoxicity caused by the above process will be studied based on coordination theory. The early discovery thought of hepatotoxicity components mediated by MI coordination mechanism is put forward: benzodioxole may generate carbene catalyzed by CYP450, which can coordinate to the heme iron to form a stable iron complex, which results in irreversible inactivation of the enzyme and induces liver toxicity. The early detection technique of hepatotoxicity components can be formed by reactive metabolites discovery technology, MI complexes formation-judgment analysis, GSH capture technology, X-ray diffraction and structure simulation technology through studying on the formation and structure of MI complexes, and cytotoxicity tests in vitro and animal experiments in vivo. It has significance for avoiding or reducing drug-induced liver injury.

中药引起的药物性肝损伤不容忽视，它的发生与能产生活性代谢中间体的细胞色素P450(CYP450)酶的抑制过程密切相关。本课题基于中药配位理论，以细辛中含有苯并二恶茂官能团化合物为对象，研究其被CYP450酶催化后可能产生代谢中间体配合物(MI配合物)，进而导致CYP450不可逆抑制产生药物性肝损伤的作用及其机理。提出MI配位机制介导的肝毒性成分的早期发现的思路，即苯并二恶茂官能团经CYP450催化可能产生活性代谢中间体卡宾，卡宾与CYP450必要的辅基铁离子发生配位作用，形成结构稳定的配合物，进而造成酶的不可逆失活。本课题通过探究MI配合物的形成，结合体外细胞毒及动物肝毒性实验，采用活性代谢中间体发现技术、MI配合物形成判断技术、GSH捕获技术、X-ray衍射及分子模拟技术，为基于MI配位机制引起不可逆抑制，导致肝毒性的中药成分提供早期发现技术，减少药物性肝损伤。

中药引起的药物性肝损伤不容忽视，它的发生与能产生活性代谢中间体的细胞色素P450(CYP450)酶的抑制过程密切相关。本课题基于中药配位理论，以细辛中含有苯并二恶茂官能团化合物为对象，研究其被CYP450酶催化后可能产生代谢中间体配合物(MI配合物)，进而导致CYP450不可逆抑制产生药物性肝损伤的作用及其机理。提出MI配位机制介导的肝毒性成分的早期发现的思路，即苯并二恶茂官能团经CYP450催化可能产生活性代谢中间体卡宾，卡宾与CYP450必要的辅基铁离子发生配位作用，形成结构稳定的配合物，进而造成酶的不可逆失活。本课题通过探究MI配合物的形成，结合体外细胞毒及动物肝毒性实验，采用活性代谢中间体发现技术、MI配合物形成判断技术、GSH捕获技术、X-ray衍射及计算机分子对接模拟技术，肉豆蔻醚代谢及其肝损伤机理研究中，“IC50-shift” 实验中发现肉豆蔻醚对CYP1A2的IC50 shift 值为3.21，表明肉豆蔻醚对CYP1A2抑制可能是基于机理抑制；黄樟醚紫外光谱实验揭示RMs可能与血红素铁原子配位，形成代谢中间体配合物；从打分函数看，与代谢中间体结合能力更强，更容易与CYP1A2酶结合，进一步验证代谢活性中间体导致肝毒性机制。本研究为基于MI配位机制引起不可逆抑制，导致肝毒性的中药成分提供早期发现技术，减少药物性肝损伤。