蘇美英,梅如冰,隋忠國,周茂金#
(1.泰安市中心醫(yī)院,山東泰安271000;2.青島大學(xué)附屬醫(yī)院,山東青島266003)
白藜蘆醇苷及其代謝物在Beagle犬體內(nèi)的排泄動(dòng)力學(xué)研究
蘇美英1*,梅如冰1,隋忠國2,周茂金1#
(1.泰安市中心醫(yī)院,山東泰安271000;2.青島大學(xué)附屬醫(yī)院,山東青島266003)
目的:研究白藜蘆醇苷(TRG)及其代謝物在Beagle犬糞樣中的代謝與排泄情況,為TRG的新藥開發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。方法:4只Beagle犬ig TRG 20%聚乙二醇400溶液50 mg/kg,采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法鑒定TRG給藥后12~24 h糞樣中的代謝物,采用高效液相色譜法測定給藥后0~12、12~24、24~36、36~48、48~72、72~96 h TRG在糞樣中主要代謝物[其苷元白藜蘆醇(TR)]以及TR累積排泄率及排泄速率。結(jié)果:在犬糞中可測到TR及TR的2個(gè)硫酸結(jié)合物,其中TR為主要代謝物,未測到TRG。TR在犬糞中排泄速率于給藥后12~24 h時(shí)最大,達(dá)到9.65 mg/h;其累積排泄率為39.3%,相當(dāng)于TRG給藥劑量的67.2%。結(jié)論:犬ig TRG后,TRG主要以TR形式從糞中排出體外。
白藜蘆醇苷;白藜蘆醇;犬;糞便;代謝;排泄
ABSTRACTOBJECTIVE:To study the metabolite and excretion of polydatin(Trans-resveratrol-3-O-glucoside,TRG) and its metabolites in Beagle dog feces,and provide experimental basis for the new drug development of TRG.METHODS:4 Beagle dogs were intragastrically administrated TRG 20%polyethylene glycol 400 solution 50 mg/kg.LC/MS was used to identify the metabolites of TRG in dog feces after 12-24 h of administration,and HPLC was adopted to determine the cumulative excretion rate and excretion speed rate of the major metabolite resveratrol(TR)in feces samples after 0-12,12-24,24-36,36-48,48-72,72-96 h of administration.RESULTS:TR and two sulfate conjugates of TR were found in dog feces,and TR was a major metabolite,while TRG was undetermined.The excretion speed rate of TR in dog feces was the rapidest after 12-24 h of administration,reaching 9.65 mg/h.Its cumulative excretion rate was 39.3%,equivalent to 67.2%of TRG.CONCLUSIONS:After TRG is intragastrically administrated to dogs,TRG was mainly excreted in the form of TR via dog feces.
KEYWORDSPolydatin;Resveratrol;Dogs;Feces;Metabolism;Excretion
白藜蘆醇苷(Trans-resveratrol-3-O-glucoside,TRG)屬于二苯乙烯苷類化合物,具有抗炎、免疫抑制、抗腫瘤及心血管、神經(jīng)和肝肺保護(hù)作用[1-4]。該化合物廣泛存在于虎杖[5-6]等各種植物中,有望成為治療心腦血管疾病的候選藥物。為進(jìn)一步探討該化合物是否具有成藥性,筆者研究了TRG在Beagle犬體內(nèi)的代謝與排泄規(guī)律,為TRG的新藥研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
Hewlett-Packard 1100高效液相色譜(HPLC)儀,包括G1322A四元梯度泵、G1314A紫外檢測器、G1316A柱溫箱、G1322A脫氣機(jī)、Rev.A.06.03色譜工作站(美國惠普公司);LD5-2A離心機(jī)(北京醫(yī)用離心機(jī)廠);LCQ液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC/MSn)儀,配有電噴霧離子源(ESI)和XcaLibur1.2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(美國Finnigan公司)。
TRG原料藥(批號:20030915,純度:99.5%)、白藜蘆醇(TR)對照品(批號:20030915,純度:98.5%)均由沈陽市萬嘉生物技術(shù)研究所提供;黃芩苷對照品(內(nèi)標(biāo),中國食品藥品檢定研究院,批號:20030621,純度:99.6%);甲醇、乙腈為色譜純。
Beagle犬4只,♂♀各半,體質(zhì)量(10.0~15.0)kg,由沈陽藥科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號:SCXK(遼)2003-0011。
2.1.1 色譜條件色譜柱:Diamonsil C18(200 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫:25 ℃。代謝物含量測定中,流動(dòng)相:乙腈-0.25%甲酸(27∶73,V/V);流速:1.0 mL/min;檢測波長:320 nm;進(jìn)樣量:50 μL。代謝物鑒定中,流動(dòng)相:乙腈-10 mmol/L醋酸銨溶液(25∶75,V/V);流速:0.5 mL/min;檢測波長:320 nm;進(jìn)樣量:20 μL。
2.1.2 質(zhì)譜條件 采用ESI,負(fù)離子方式檢測,離子源噴射電壓:4.25 kV;毛細(xì)管溫度:200℃;毛細(xì)管電壓:6.25 V;鞘氣流速:1.05 L/min;輔助氣流速:0.15 L/min;采用一級、二級和三級全掃描方式。
精密稱取TR 10 mg,乙腈溶解,制成質(zhì)量濃度為400 μg/mL的TR貯備液;精密量取TR貯備液適量,用乙腈稀釋成質(zhì)量濃度分別為0.100、0.250、1.00、4.00、20.0、100 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。精密稱取黃芩苷10.0 mg,乙腈溶解,制成質(zhì)量濃度為400 μg/mL的內(nèi)標(biāo)貯備液;精密量取內(nèi)標(biāo)貯備液適量,用乙腈稀釋成質(zhì)量濃度為20.0 μg/mL的內(nèi)標(biāo)溶液。
實(shí)驗(yàn)前犬禁食12 h,自由飲水,同時(shí)收集空白糞樣。犬ig TRG 20%聚乙二醇400溶液50 mg/kg 1次(給藥劑量為前期藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)所得劑量),給藥后4 h進(jìn)食。分別收集給藥后0~12、12~24、24~36、36~48、48~72、72~96 h各時(shí)間段糞樣,稱定質(zhì)量后,-20℃保存,待測。
2.4.1 代謝物鑒定 取給藥后12~24 h糞樣1.0 g,研磨均勻后加入甲醇2 mL,超聲(功率:1 000 W,頻率:30 kHz,下同)10 min,離心(離心半徑:10 cm,轉(zhuǎn)速:4 000 r/min,下同)10 min,取上清液20 μL行LC/MSn分析。
2.4.2 代謝物含量測定 將各時(shí)間段糞樣研磨均勻后加入甲醇2 mL,超聲15 min,離心10 min,制得50%(V/V)犬糞勻漿。取犬糞各時(shí)間段勻漿100 μL(其中0~12、12~24、24~36、36~48 h樣品用空白糞樣勻漿稀釋10倍,其余不稀釋),分別加入內(nèi)標(biāo)溶液100 μL、0.5%甲酸100 μL、乙腈100 μL,搖勻,于40 ℃氮?dú)饬鞔蹈伞堅(jiān)粤鲃?dòng)相定容至100 μL,取50 μL進(jìn)樣測定。
TRG和TR遇光不穩(wěn)定,易發(fā)生異構(gòu)化,因此整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)避光操作。
犬給藥后12~24 h糞樣的總離子流(TIC)圖和選擇離子(SIM)譜圖見圖1。
由圖1A可以看出,負(fù)離子模式下,選擇碎片離子m/z 389(TRG的質(zhì)荷比)檢測,結(jié)果未檢測出碎片離子,說明糞樣中未檢測到原型藥(TRG);由圖1B可知,選擇性檢測碎片離子m/z 227,在保留時(shí)間43.5 min處發(fā)現(xiàn)1個(gè)色譜峰(M1),分子量比TRG少162 Da。對碎片離子m/z 227進(jìn)行二級全掃描質(zhì)譜分析,其脫去中性分子C2H2O(-42 Da),主要得到碎片離子為m/z 185,推測M1為TRG脫去葡萄糖后形成的TR。取“2.2”項(xiàng)下的TR貯備液行LC/MSn分析,所得的一級、二級全掃描質(zhì)譜圖及色譜保留時(shí)間與M1相同,由此確認(rèn)M1即為TR。TRG和TR的二級全掃描質(zhì)譜圖見圖2、圖3。由圖1C可知,選擇性檢測碎片離子m/z 307,在保留時(shí)間11.1、22.8 min處發(fā)現(xiàn)2個(gè)色譜峰(M2和M2’),但二者的質(zhì)譜斷裂規(guī)律一致,分子量均比TR多80 Da,推測二者為同分異構(gòu)體。對碎片離子m/z 307進(jìn)行二級全掃描質(zhì)譜分析,得到主要碎片離子均為m/z 227(-80 Da),選擇性對m/z 227進(jìn)行三級全掃描質(zhì)譜分析,得到的質(zhì)譜圖與TR的二級全掃描質(zhì)譜圖相同,結(jié)合文獻(xiàn)[7]推測M2和M2’為TR與硫酸結(jié)合后形成的2種硫酸結(jié)合物。M2和M2’的二級全掃描質(zhì)譜圖見圖4、圖5。
圖1 液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜色譜圖Fig 1 LC/MS chromatograms
圖2 TRG的二級全掃描質(zhì)譜圖Fig 2 Mass spectrum of two-level full-scanning of TRG
圖3 M1(TR)的二級全掃描質(zhì)譜圖Fig 3 Mass spectrum of two-level full-scanning of M1(TR)
2.6.1 方法的選擇性 取犬空白糞樣勻漿,按“2.4.2”項(xiàng)下方法處理(不加內(nèi)標(biāo)),獲得空白樣品;將TR標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.250 μg/mL)和內(nèi)標(biāo)溶液(20.0 μg/mL)分別加入犬空白糞樣勻漿中,按“2.4.2”項(xiàng)下方法操作,進(jìn)樣測定,獲得相應(yīng)的色譜圖。結(jié)果,TR和內(nèi)標(biāo)的保留時(shí)間分別為18.1、15.9 min,犬糞樣勻漿樣品中的內(nèi)源性物質(zhì)不干擾TR及內(nèi)標(biāo)的測定,詳見圖6。
圖4 M2的二級全掃描質(zhì)譜圖Fig 4 Mass spectrum of two-level full-scanning of M2
圖5 M2’的二級全掃描質(zhì)譜圖Fig 5 Mass spectrum of two-level full-scanning of M2’
圖6 高效液相色譜圖Fig 6 HPLC chromatograms
2.6.2 糞樣勻漿標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 取犬空白糞樣勻漿100 μL,分別加入TR系列標(biāo)準(zhǔn)溶液100 μL,配制質(zhì)量濃度為0.100、0.250、1.00、4.00、20.0、100 μg/mL的樣品溶液,按“2.4.2”項(xiàng)下方法操作,按“2.1.1”項(xiàng)下代謝物含量測定色譜條件進(jìn)樣測定,記錄色譜圖。以TR質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x)、TR與內(nèi)標(biāo)峰面積比值為縱坐標(biāo)(y)進(jìn)行線性回歸,得回歸方程y=0.071 2x+0.006 82(r=0.998 1)。結(jié)果表明,犬糞樣勻漿中TR的檢測質(zhì)量濃度線性范圍為0.100~100 μg/mL,定量下限為0.100 μg/mL。
2.6.3 精密度與準(zhǔn)確度試驗(yàn) 按“2.6.2”項(xiàng)下方法分別制備含TR低、中、高濃度(0.250、4.00、80.0 μg/mL)的犬糞樣勻漿質(zhì)控樣品溶液,按“2.4.2”項(xiàng)下方法操作,每個(gè)濃度樣品濃度進(jìn)樣6次,連續(xù)進(jìn)樣3 d。結(jié)果,低、中、高濃度樣品濃度日內(nèi)精密度的RSD分別為4.32%、5.84%、6.13%(n=6),日間精密度的RSD分別為3.18%、7.90%、4.33%(n=18),準(zhǔn)確度分別為-0.030%、-2.190%、-0.370%(n=18)。
2.6.4 絕對回收率試驗(yàn) 取“2.6.3”項(xiàng)下低、中、高濃度質(zhì)控樣品溶液,各6份,進(jìn)樣測定,得相應(yīng)峰面積A;另用水代替糞樣勻漿,按“2.6.2”項(xiàng)下方法操作,制備相應(yīng)質(zhì)量濃度的樣品溶液,各6份,同法測定,得相應(yīng)峰面積,并計(jì)算平均值B;以A/B×100%計(jì)算絕對回收率。結(jié)果,低、中、高濃度樣品溶液的絕對回收率分別為91.8%、96.1%、93.5%(n=6)。
2.6.5 樣品穩(wěn)定性試驗(yàn) 取“2.6.3”項(xiàng)下低、中、高濃度質(zhì)控樣品溶液,各5份,分別考察-20℃反復(fù)凍融3次、-20℃冷凍30 d及室溫避光放置12 h的穩(wěn)定性。結(jié)果,低、中、高濃度質(zhì)控樣品溶液-20℃反復(fù)凍融3次的RSD分別為6.00%、4.50%、2.10%(n=5);-20℃冷凍30 d的RSD分別為6.20%、5.40%、4.40%(n=5);室溫避光放置12 h的RSD分別為6.80%、5.90%、4.80%(n=5)。
計(jì)算糞樣TR的排泄量、累積排泄率(累積排泄量/給藥量×100%)及排泄速率,并繪制犬糞樣中TR的累積排泄率-時(shí)間曲線,結(jié)果見圖7。
圖7 累積排泄率-時(shí)間曲線Fig 7 Cumulative excretion curves rate-time
由圖7可知,犬ig TRG 50 mg/kg后,糞中TR的累積排泄率為39.3%,相當(dāng)于原型藥TRG給藥劑量的67.2%(39.3%×390/228,390和228分別是TRG和TR的物質(zhì)的量)。TR在犬糞中排泄率于給藥后12~24 h時(shí)最大,達(dá)到9.65 mg/h。由此可見,犬ig TRG后,主要以TR的形式從糞中排出體外。
藥動(dòng)學(xué)研究是新藥研究與開發(fā)過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié),可為新藥研究的其他階段提供理論依據(jù)。藥物代謝過快可導(dǎo)致生物利用度下降,而代謝生成的代謝物是否具有活性和毒性都會(huì)影響到候選化合物是否具有成藥性。TRG在大鼠體內(nèi)的代謝[7]及藥動(dòng)學(xué)和組織分布[8-14]已有報(bào)道,在豬[15]和犬[16]體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)也有研究,但基于犬糞內(nèi)的代謝物與排泄的藥動(dòng)學(xué)研究至今尚未見報(bào)道。因此,本文對犬ig TRG后,對其在犬糞中的代謝物與排泄物進(jìn)行了研究。
Wang D等[8]研究表明,TRG與大鼠腸內(nèi)容物孵化后,在孵化液中可測到3種代謝物,一種是TRG的雙鍵還原代謝物,另一種是脫糖代謝物TR,TR的雙鍵又進(jìn)一步還原形成TR還原代謝物;大鼠ig TRG后,在尿中可檢測到4種代謝物,分別是TR、TR的單硫酸結(jié)合物、TRG的單硫酸結(jié)合物和TRG的單葡萄糖醛酸結(jié)合物。Du QH等[3]報(bào)道大鼠ig TRG后,98.4%的TRG在腸和肝內(nèi)代謝,尿中主要代謝產(chǎn)物為TR的單葡萄糖醛酸結(jié)合物,含量達(dá)到84.0%。但筆者曾在預(yù)實(shí)驗(yàn)中測得犬尿中除有原型藥TRG外,還有TRG的2個(gè)單葡萄糖醛酸結(jié)合物和TR,由于TRG及其代謝物的含量均很低,因此未進(jìn)行定量分析;在糞中可測到3種代謝物,分別是TR和TR的2個(gè)單硫酸結(jié)合物,而原型藥TRG未測到,其中TR為主要代謝物。這表明TRG在大鼠和犬體內(nèi)的代謝存在著種屬差異。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)及本實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測TRG在犬尿中代謝途徑為:TRG水解脫去葡萄糖形成TR,或者直接與葡萄糖醛酸結(jié)合形成單葡萄糖醛酸結(jié)合物;在犬糞中代謝途徑為:TRG首先水解脫去葡萄糖形成TR,TR進(jìn)一步與硫酸結(jié)合形成2個(gè)單硫酸結(jié)合物。M2、M2’和2個(gè)TRG單葡萄糖醛酸結(jié)合物的結(jié)構(gòu)還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。
關(guān)于TRG在犬糞樣中的排泄研究,由于在糞樣中未測到原型藥TRG,且M2和M2’的含量較低,而TR為主要代謝物,因此筆者僅對TR進(jìn)行了定量分析。TRG結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)共軛苯環(huán),在320 nm波長處具有最大吸收,因此筆者以320 nm為檢測波長,建立了犬糞樣中TR的HPLC檢測法。本法靈敏度高、操作簡單,定量下限為0.100 μg/mL,絕對回收率大于90.0%,可用于TR在犬糞樣中的排泄研究。
綜上所述,犬ig TRG 50 mg/kg后,糞中可測到3個(gè)代謝物,TR為主要代謝物,其累積排泄率為39.3%(相當(dāng)于TRG給藥劑量的67.2%)。在犬尿和糞中尚有其他未知代謝物未能測定,未知代謝物的結(jié)構(gòu)及累積排泄率尚需深入研究,這對TRG的新藥開發(fā)具有重要的意義。
[1] Xu G,Kuang G,Jiang W,et al.Polydatin promotes apoptosis through upregulation the ratio of Bax/Bcl-2 and inhibits proliferation by attenuating the β-catenin signaling in human osteosarcoma cells[J].Am J Transl Res,2016,8(2):922-931.
[2] Wang HL,Gao JP,Han YL,et al.Comparative studies of polydatin and resveratrol on mutual transformation and antioxidative effect in vivo[J].Phytomedicine,2015,22(5):553-559.
[3] Du QH,Peng C,Zhang H.Polydatin:a review of pharmacology and pharmacokinetics[J].Pharm Biol,2013,51(11):1347-1354.
[4] 徐冰,林煥冰,王茜,等.白藜蘆醇苷對腦缺血再灌注模型大鼠的保護(hù)作用[J].中國藥房,2013,24(13):4040-4042.
[5] 張明,鞠楷,孫琴,等.西南5個(gè)產(chǎn)區(qū)虎杖中虎杖苷和白藜蘆醇含量比較[J].中國藥房,2012,23(39):3723-3725.
[6] 郭茜,孟憲生,包永睿,等.HPLC雙波長等基線融合結(jié)合校正因子法測定虎杖中3種成分的含量[J].中國藥房,2013,24(47):4461-4464.
[7] Zhang ZC,Xu M,Sun SF,et al.Metabolic analysis of four phenolic acids in rat by liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J].J Chromatogr B,2008,871(1):7-14.
[8] Wang D,Zhang Z,Ju J,et al.Investigation of piceid metabolites in rat by liquid chromatography tandem mass spectrometry[J].J Chromatogr B,2011,879(1):69-74.
[9] Ding XY,Hou XL,Gao SH,et al.Pharmacokinetics and bioavailability study of polydatin in rat plasma by using a LC-MS/MS method[J].Pak J Pharm Sci,2014,27(6):1931-1937.
[10] He H,Zhao Y,Chen X,et al.Quantitative determination of trans-polydatin,a natural strong anti-oxidative compound,in rat plasma and cellular environment of a human colon adenocarcinoma cell line for pharmacokinetic studies[J].J Chromatogr B,2007,855(2):145-151.
[11] Lv CY,Zhang LT,Wang Q,et al.Determination of piceid in rat plasma and tissues by high-performance liquid chromatographic method with UV detection[J].Biomed Chromatogr,2006,20(11):1260-1266.
[12] Gao SH,F(xiàn)an GR,Hong ZY,et al.HPLC determination of polydatin in rat biological matrices:application to pharmacokinetic studies[J].J Pharm Biomed Anal,2006,41(1):240-245.
[13] Zhou SY,Yang RT,Teng ZH,et al.Dose-dependent absorption and metabolism of trans-polydatin in rats[J].J Agric Food Chem,2009,57(11):4572-4579.
[14] Zhang WT,Li Q,Zhu M,et al.Direct determination of polydatin and its metabolite in rat excrement samples by high-performance liquid chromatography[J].Chem Pharm Bull,2008,56(11):1592-1595.
[15] 林建海,李笑宏,唐躍年,等.白藜蘆醇苷的HPLC法分析及其在苗豬體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)研究[J].藥物分析雜志,2001,21(5):325-328.
[16] 蔡茁,俞發(fā),馬安德,等.白藜蘆醇苷在Beagle犬體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)研究[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2009,29(8):1538-1540.
(編輯:劉明偉)
Study on the Excretion Pharmacokinetics of Polydatin and Its Metabolite in Beagle Dogs
SU Meiying1,MEI Rubing1,SUI Zhongguo2,ZHOU Maojin1
(1.Tai’an Central Hospital,Shandong Tai’an 271000,China;2.The Affiliated Hospital of Qingdao University,Shandong Qingdao 266003,China)
R917
A
1001-0408(2017)25-3514-04
2016-10-20
2017-06-29)
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.25.16
*副主任藥師。研究方向:臨床藥學(xué)。電話:0538-6298258。E-mail:tasumeiying@163.com
#通信作者:主任藥師,博士。研究方向:藥動(dòng)學(xué)。電話:0538-6298258。E-mail:mjzhoutj@sina.com