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        桑辛素大鼠體內(nèi)代謝產(chǎn)物鑒定

        2021-09-03 09:54:50鄧志鵬韓利文
        食品與藥品 2021年4期

        鄧志鵬,柳 佳,熊 山,韓利文

        (山東第一醫(yī)科大學(xué),山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 藥物研究所,山東 濟(jì)南 250062)

        桑辛素(morusin,5, 2’, 4’-三羥基黃酮),又稱(chēng)桑黃素,存在于桑科植物桑(Morus albaL.)的干燥根皮、樹(shù)枝及桑葚中[1-2]?,F(xiàn)代藥理研究證明,桑辛素具有抗腫瘤[3-6]、抗菌[7]、抗炎[8]等藥理活性。桑辛素屬異戊烯基黃酮類(lèi)化合物,化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。體內(nèi)外藥理實(shí)驗(yàn)證明,黃酮類(lèi)化合物具有較為顯著的藥效,但因該類(lèi)化合物在體內(nèi)可發(fā)生廣泛的I相和II相代謝反應(yīng),導(dǎo)致其生物利用度較低[9-10]。因此,研宄該類(lèi)化合物在體內(nèi)的吸收及代謝過(guò)程對(duì)其藥物開(kāi)發(fā)有重要影響。目前桑辛素的體內(nèi)代謝過(guò)程研究較少,亟需進(jìn)一步研究。

        圖1 桑辛素的化學(xué)結(jié)構(gòu)

        1 材料與儀器

        1.1 儀器

        Thermo Scientific超高壓液相串接Q-Exactive Plus Orbitrap高分辨質(zhì)譜儀(美國(guó)Thermo Fisher);EL204電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司];數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Sorvall Biofuge Stratos高速冷凍離心機(jī)(中國(guó)賽默飛世爾);IKA Vortex天才3旋渦混勻器(廣州艾卡);氮吹儀(青島聚創(chuàng)環(huán)保)。

        1.2 藥品與試劑

        桑辛素對(duì)照品(批號(hào):HM05275198,經(jīng)HPLC 測(cè)定其純度99.48 %,寶雞辰光);羧甲基纖維素鈉(CMC-Na,美國(guó)Sigma-Aldrich公司);甲醇,乙腈,乙酸銨為色譜純級(jí)別;水為純凈水,其余試劑為分析純。

        1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

        健康雄性SD大鼠,體重為200±20 g,由濟(jì)南朋悅動(dòng)物繁育公司提供,許可證號(hào)為SCXK(魯)20140007。實(shí)驗(yàn)期間大鼠在恒定環(huán)境下飼養(yǎng),相對(duì)濕度為55 %±15 %,飼養(yǎng)溫度為23±3 ℃,日溫差≤4 ℃,晝夜明暗交替時(shí)間10 h/14 h,并可自由飲食飲水。

        2 方法與結(jié)果

        2.1 桑辛素混懸液的配制

        稱(chēng)取桑辛素粉末適量,置于10 ml量瓶中,加入適量0.5 %CMC-Na溶解,定容,配制成20 mg/ml桑辛素混懸液,臨用前配制。

        2.2 色譜條件

        Agilent Extend C18色譜柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動(dòng)相:5 mmol/L乙酸銨水溶液(A)-乙腈(B),梯度洗脫:0~2.0 min,10 % B;2.0~20 min,10 %B→95 %B;20~27 min,95 %B;27~27.1 min,95 %B→10 %B;27.1~30 min,10 %B;流速0.6 ml/min;柱溫:35 ℃;進(jìn)樣量:5 μl。

        2.3 質(zhì)譜條件

        離子源為電噴霧離子化源(ESI),負(fù)離子模式;質(zhì)量掃描范圍m/z100~1200;噴霧電壓:3500 V,離子傳輸管溫度:320 ℃,鞘氣壓力:45 arb;輔助氣壓力:10 arb。

        2.4 樣品采集

        將4只SD大鼠隨機(jī)分為空白組和給藥組,每組 2只,實(shí)驗(yàn)前適應(yīng)性喂養(yǎng)一周。給藥組大鼠按20 mg/kg灌胃給予桑辛混懸液,置于代謝籠中,給藥后2,4,8 h分別對(duì)各組進(jìn)行眼眶取血,置于含肝素鈉的EP管中, 4 ℃下、10 000 r/min離心5 min,取上層清液,放入-80 ℃冰箱備用??瞻捉M大鼠灌胃等體積0.5 % CMC-Na溶液。將4只SD大鼠隨機(jī)分為空白組和給藥組,給藥組大鼠按20 mg/kg灌胃給予桑辛混懸液,空白組大鼠灌胃給予等體積0.5 %CMC-Na溶液,置于代謝籠中,給藥后分別收集0~6 h、6~12 h、12~24 h的尿液和0~12 h、12~24 h的糞便,放入-80 ℃冰箱保存。

        2.5 樣品制備方法

        分別取大鼠給藥后的不同時(shí)間點(diǎn)(段)的血漿、尿液、糞便樣品,按AUC混合法(AUCpooling)原則進(jìn)行樣本混合。血漿:加3倍量甲醇,渦旋混合5 min后,13 000 r/min離心3 min,取上清。尿液:經(jīng)15 000 r/min離心20 min后,取其上清。糞便:干燥后研磨成粉末狀,稱(chēng)取100 mg,加入1 ml甲醇超聲提取20 min,15 000 r/min離心10 min,取全部上清吹干后,加入流動(dòng)相渦旋混合2 min,取上清,經(jīng)0.22 μm 濾膜濾過(guò),取 5 μl 進(jìn)樣分析。

        2.6 對(duì)照品質(zhì)譜分析

        低碰撞能量質(zhì)譜中,主要檢測(cè)到桑辛素的[M-H]-離子(m/z419.1500),其保留時(shí)間為20.14 min。高碰撞能量質(zhì)譜圖中,主要碎片離子為m/z297.11,191.07,109.03,推測(cè)其可能的斷裂途徑見(jiàn)圖2。

        圖2 桑辛素的主要裂解途徑

        2.7 含藥樣品超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜(UPLC-HRMS)分析

        利用Q-Exactive plus orbitrap質(zhì)譜儀自帶的Compound Discoverer 3.0.0.294軟件,根據(jù)樣品的一級(jí)、二級(jí)質(zhì)譜圖,并與相應(yīng)的空白樣品對(duì)比尋找潛在的代謝產(chǎn)物。結(jié)果顯示大鼠灌胃給予桑辛素后,血漿中出現(xiàn)了4個(gè)主要的色譜峰。通過(guò)代謝物鑒定軟件Compound Discoverer 3.0.0.294及Xcalibur數(shù)據(jù)采集功能,對(duì)上述 4個(gè)色譜峰進(jìn)行定性分析,確證為原形M0和3個(gè)代謝產(chǎn)物M1,M2-1和M3[11-12]。尿液中出現(xiàn)了2個(gè)主要的色譜峰,通過(guò)代謝物鑒定軟件及Xcalibur數(shù)據(jù)采集功能,對(duì)上述 2個(gè)色譜峰進(jìn)行定性分析,確證為2個(gè)代謝產(chǎn)物M2-1和M3;糞便中出現(xiàn)了7個(gè)主要的色譜峰。通過(guò)代謝物鑒定軟件及Xcalibur數(shù)據(jù)采集功能,對(duì)上述 7個(gè)色譜峰進(jìn)行定性分析,確證為原形M0和6個(gè)代謝產(chǎn)物M1,M2-1~M2-3,M4和M5。見(jiàn)圖3、表1。

        表1 桑辛素的大鼠血漿、尿液和糞便推測(cè)代謝產(chǎn)物

        圖3 大鼠體內(nèi)桑辛素代謝物的離子流色譜圖

        M1:保留時(shí)間為 16.36 min,m/z435.1449,比M0(m/z419.1500)多16,主要碎片離子m/z313.11,比原形桑辛素的子離子碎片(m/z297.11)多16。因此推測(cè)M1為羥基化代謝產(chǎn)物。

        M2-1~M2-3:保留時(shí)間分別為13.09,10.41和1 3.4 3 m i n,m/z5 9 5.1 8 2 1,比M 0(m/z419.1500)多176,推測(cè)可能為葡萄糖醛酸化代謝產(chǎn)物。二級(jí)質(zhì)譜產(chǎn)生特異性子離子m/z419.15,推測(cè)為葡萄糖醛酸化代謝產(chǎn)物脫去1分子葡萄糖醛酸產(chǎn)生碎片離子,此外3個(gè)代謝產(chǎn)物的子離子m/z297.11,與原形桑辛素的子離子一致,因此推測(cè)M2-1~M2-3為桑辛素的3個(gè)葡萄糖醛酸化代謝產(chǎn)物,葡萄糖醛酸化發(fā)生在3個(gè)羥基化位置,生成了3個(gè)同分異構(gòu)體。

        M3:保留時(shí)間為11.15 min,m/z611.1770,比M0(m/z419.1500)多192(16+176),主要碎片離子m/z435.15,與M1一致。因此推測(cè)M3為桑辛素的羥基化加葡萄糖醛酸化代謝產(chǎn)物。

        M4:保留時(shí)間為 12.81 min,m/z451.1398,比M0(m/z419.1500)多32,主要碎片離子m/z329.10,比原形桑辛素的子離子碎片(m/z297.11)多32。因此推測(cè)M4為雙羥基化代謝產(chǎn)物。

        M5:保留時(shí)間為11.33 min,m/z517.1174,比M0(m/z419.1500)多98(2+16+80),主要碎片離子m/z435.15,與M1一致。因此推測(cè)M5為桑辛素的加氫還原加羥基化加硫酸化反應(yīng)產(chǎn)物。

        3 討論

        HRMS技術(shù)顯著提高代謝物鑒定的準(zhǔn)確度和分析通量,在天然活性成分代謝產(chǎn)物鑒定研究中起到不可替代的作用[13]。本課題組前期研究報(bào)道[14-15],大鼠灌胃給予桑辛素和桑白皮提取物后,采用液相色譜-三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜評(píng)價(jià)了原形桑辛素在正常大鼠和糖尿病模型大鼠中的血漿藥動(dòng)學(xué)。目前對(duì)桑辛素的體內(nèi)代謝研究很少。由于桑辛素分子結(jié)構(gòu)中含3個(gè)酚羥基基團(tuán), 在負(fù)離子ESI模式下, 桑辛素易形成脫氫離子[M-H]-,其m/z419.15。本研究采用負(fù)離子模式鑒定桑辛素的代謝產(chǎn)物,采用UPLC-Q-Exactive plus orbitrap-MS技術(shù),對(duì)桑辛素灌胃20 mg/kg后在大鼠血、尿、糞中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行了分析及鑒定。分析各代謝物的二級(jí)質(zhì)譜圖,通過(guò)與原形藥物二級(jí)質(zhì)譜圖及質(zhì)譜裂解規(guī)律進(jìn)行比較,結(jié)合Compound Discoverer 3.0.0.294軟件進(jìn)行分子式的擬合,共鑒定了除原形藥物之外的7個(gè)代謝產(chǎn)物,其中包括代謝物M2的3個(gè)同分異構(gòu)體(M2-1~M2-3)。從代謝物的結(jié)構(gòu)來(lái)看,原形藥物在體內(nèi)主要發(fā)生了羥基化和葡萄糖醛酸化等反應(yīng),其中代謝產(chǎn)物M2出現(xiàn)的同分異構(gòu)體,可能是原形藥物本身結(jié)構(gòu)的原因,也可能是由于發(fā)生代謝反應(yīng)時(shí)反應(yīng)的位點(diǎn)不同。具體為血漿和糞便中除原形化合物外,還有羥基化產(chǎn)物和葡萄糖醛酸結(jié)合物。尿中未檢出原形化合物,主要代謝物為原形的葡萄糖醛酸結(jié)合物(M2-1)和原形的羥基化+葡萄醛酸結(jié)合物(M3)。

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