摘要: 研究假说:中药经炮制后可提高活性成分的吸收,从而达到增加药效的目的。 本研究选择淫羊藿( Epimedium koreanum Nakai.),利用ADME/Tox平台研究单体活性 成分 Epimedin a、 Epimedin b、 Epimedin c、 Icariin、 Baohuside I的吸收、代谢机理 与动力学及淫羊藿炮制品的标准提取物中这5个主要活性成分的吸收与代谢及其相互作用 从中药活性成分吸收与代谢的角度阐明淫羊藿的炮制机理。 中药炮制的科学研究起步较晩,对减毒或増效的物质基础及炮制机理研究较少。目前对中药 炮制机理的阐述只是停留在该过程的两端即化学成分的变化和药理药效层面,而对阐明炮制 机理的重要环节—一炮制前后有效成分的吸收、代谢研究不够深入,本课题拟从更深层次上 阐明中药炮制机理,同时为制定合理的炮制工艺和质量标准提高科学依据,为中药现代化、 国际化做出更大贡献。 (一)立项依据与研究内容(4000-8000字) 1项目的立项依据 1.1中药炮制是我国人民在数千年的医疗实践中不断总结、改进、发展形成的一套传统制药 技术,和中药复方一起构成了祖国医药学的两大鲜明特色 目前对中药炮制机理研究所采用的方法有:①应用化学方法进行研究口:中药的疗效, 是由于其所含的化学成分决定的。中药经过炮制后,所含的化学成分的性质和含量会产生不 同程度的改变,因而药理作用、临床疗效也会发生相应变化,可见,研究中药炮制前后化学 成分性质和含量的变化是中药炮制机理研究的重要内容,该方法在一定程度上能阐明炮制原 理,而且能指导炮制工艺的设计和改进,也是制订质量标准的重要依据。蔡宝昌等3测定 了马钱子不同炮制品中生物碱和马钱子苷的含量,表明炮制后生物碱和马钱子苷的含量均降 低;蔡宝昌等从炮制前后的马钱子中提取鉴定了16个生物碱,其中异马钱子碱等为新生 物碱:②应用实验药理学方法进行研究:中药的临床研究由于受到复方用药和患者对象的 制约,一般不易进行,加上很多中药化学成分研究还缺乏与药效的紧密联系,或者尚属空白, 因此实验药理学的研究也是揭示中药炮制机理的方法之一。应用实验药理学的方法研究中药 炮制,主要选用适合中医病理模型的方法和指标来进行,或选用己有的药理方法和指标来进 行。在化学成分不清的情况下,通过实验药理学的方法来研究炮制前后的生物活性变化,也
摘要： 研究假说：中药经炮制后可提高活性成分的吸收，从而达到增加药效的目的。 本研究选择淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai.），利用 ADME/Tox 平台研究单体活性 成分 Epimedin A、Epimedin B、Epimedin C、Icariin 、Baohuside Ⅰ的吸收、代谢机理 与动力学及淫羊藿炮制品的标准提取物中这 5 个主要活性成分的吸收与代谢及其相互作用。 从中药活性成分吸收与代谢的角度阐明淫羊藿的炮制机理。 中药炮制的科学研究起步较晚，对减毒或增效的物质基础及炮制机理研究较少。目前对中药 炮制机理的阐述只是停留在该过程的两端即化学成分的变化和药理药效层面，而对阐明炮制 机理的重要环节——炮制前后有效成分的吸收、代谢研究不够深入，本课题拟从更深层次上 阐明中药炮制机理，同时为制定合理的炮制工艺和质量标准提高科学依据，为中药现代化、 国际化做出更大贡献。 (一)立项依据与研究内容（4000-8000 字） 1.项目的立项依据 1.1 中药炮制是我国人民在数千年的医疗实践中不断总结、改进、发展形成的一套传统制药 技术，和中药复方一起构成了祖国医药学的两大鲜明特色。 目前对中药炮制机理研究所采用的方法有：①应用化学方法进行研究[1]：中药的疗效， 是由于其所含的化学成分决定的。中药经过炮制后，所含的化学成分的性质和含量会产生不 同程度的改变，因而药理作用、临床疗效也会发生相应变化，可见，研究中药炮制前后化学 成分性质和含量的变化是中药炮制机理研究的重要内容，该方法在一定程度上能阐明炮制原 理，而且能指导炮制工艺的设计和改进，也是制订质量标准的重要依据。蔡宝昌等[2，3]测定 了马钱子不同炮制品中生物碱和马钱子苷的含量，表明炮制后生物碱和马钱子苷的含量均降 低；蔡宝昌等[4]从炮制前后的马钱子中提取鉴定了 16 个生物碱，其中异马钱子碱等为新生 物碱；②应用实验药理学方法进行研究[1]：中药的临床研究由于受到复方用药和患者对象的 制约，一般不易进行，加上很多中药化学成分研究还缺乏与药效的紧密联系，或者尚属空白， 因此实验药理学的研究也是揭示中药炮制机理的方法之一。应用实验药理学的方法研究中药 炮制，主要选用适合中医病理模型的方法和指标来进行，或选用已有的药理方法和指标来进 行。在化学成分不清的情况下，通过实验药理学的方法来研究炮制前后的生物活性变化，也
可达到控制炮制质量和指导工艺改革的目的。如:蔡宝昌等口的研究表明马钱子不同炮制品 的急性毒性较生品均有所降低:马聘等的研究表明草乌用新方法炮制后具有对心律影响 小、毒性低等优点。 总之,目前中药炮制机理研究主要通过炮制前后药物有效成分含量或溶出量增加、与治 疗无关的成分的减少和药材中所含酶的活力的破坏以保留有效成分等化学成分变化的角度 和炮制前后药理毒理的对比等角度来阐述。 1.2从目前对中药炮制机理的研究现状可看出:对炮制机理阐述的过程中缺少一架沟通中药 炮制前后化学成分变化与药理药效变化之间关系的桥梁——中药活性成分ADME/Tox系统 的研究;中药活性成分吸收与代谢是中药产生生物效应的重要环节,更是彻底阐述中药炮制 机理的最佳切入点。本研究拟利用中药活性成分细胞层次的ADME/ox系统研究中药淫羊 藿的入药品种之一淫羊藿( Epimedium koreanum Nakai.)的炮制机理。 1.3为了充分发挥药物的疗效,必须增加有效成分在体内的溶出度、释放度和吸收率,以提 高生物利用度。然而药物在体内药效的发挥很大程度上取决于血药浓度的高低,而药物在生 物体内的吸收、代谢与血药浓度的高低有密切关系。目前,口服给药在各种给药途径中占有 主导地位,因此,药物的ADME/Tox系统研究是生物药剂学研究的重点之一,ADME/Tox系统 区别于以前的吸收、分布、代谢、排泄的串级研究不同在于:①提取与筛选同时进行,可以 全面检测和预见药物提取过程中成分及在体内吸收、分布、代谢、排泄和毒性各方面的问题: ②用细胞(特别是人源细胞)进行,采用高通量技术。国外对药物ADME/Tox系统(吸收、 分布、代谢、排泄、毒理、药物一药物之间相互作用)方面的研究非常重视,从而多种研究 药物肠道吸收的生物学方法应运而生。ADE/Tox系统研究中最著名的吸收模型一—Caco-2 模型被美国FDA认为是预测人体药物吸收的行之有效的方法,Caco-2模型辅以大鼠在体肠 灌流模型可以从在体和细胞两方面全面阐述药物的ADME过程及其变化 (1)Caco-2细胞模型口 co-2细胞来源于人体结肠腺癌细胞。由于Caco-2细胞在培养条件下可自发进行上皮 样分化并可形成紧密联结,其形态学、标志酶的功能表达及渗透特征与小肠类似,Caco-2细 胞模型可作为研究小肠表皮细胞药物转运和代谢的体外模型。其优点为:省时、可测定药物 的细胞摄取及跨膜转运、Caco-2细胞内有药物代谢酶,可在代谢状况下测定药物的跨膜转 、Caco-2细胞与小肠上皮细胞近似、Caco-2细胞易于培养且生命力强、Caco-2细胞来源 是人结肠癌细胞,同源性好,可用于区分肠腔内不同吸收途径的差别
可达到控制炮制质量和指导工艺改革的目的。如：蔡宝昌等[2]的研究表明马钱子不同炮制品 的急性毒性较生品均有所降低；马聘等[5]的研究表明草乌用新方法炮制后具有对心律影响 小、毒性低等优点。 总之，目前中药炮制机理研究主要通过炮制前后药物有效成分含量或溶出量增加、与治 疗无关的成分的减少和药材中所含酶的活力的破坏以保留有效成分等化学成分变化的角度 和炮制前后药理毒理的对比等角度来阐述。 1.2 从目前对中药炮制机理的研究现状可看出：对炮制机理阐述的过程中缺少一架沟通中药 炮制前后化学成分变化与药理药效变化之间关系的桥梁——中药活性成分 ADME/Tox 系统 的研究；中药活性成分吸收与代谢是中药产生生物效应的重要环节，更是彻底阐述中药炮制 机理的最佳切入点。本研究拟利用中药活性成分细胞层次的 ADME/Tox 系统研究中药淫羊 藿的入药品种之一淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai.）的炮制机理。 1.3 为了充分发挥药物的疗效，必须增加有效成分在体内的溶出度、释放度和吸收率，以提 高生物利用度。然而药物在体内药效的发挥很大程度上取决于血药浓度的高低，而药物在生 物体内的吸收、代谢与血药浓度的高低有密切关系。目前，口服给药在各种给药途径中占有 主导地位，因此，药物的 ADME/Tox 系统研究是生物药剂学研究的重点之一，ADME/Tox 系统 区别于以前的吸收、分布、代谢、排泄的串级研究不同在于：①提取与筛选同时进行，可以 全面检测和预见药物提取过程中成分及在体内吸收、分布、代谢、排泄和毒性各方面的问题； ②用细胞（特别是人源细胞）进行，采用高通量技术[6]。国外对药物 ADME/Tox 系统（吸收、 分布、代谢、排泄、毒理、药物－药物之间相互作用）方面的研究非常重视，从而多种研究 药物肠道吸收的生物学方法应运而生。ADME/Tox 系统研究中最著名的吸收模型——Caco-2 模型被美国 FDA 认为是预测人体药物吸收的行之有效的方法，Caco-2 模型辅以大鼠在体肠 灌流模型可以从在体和细胞两方面全面阐述药物的 ADME 过程及其变化。 (1)Caco-2 细胞模型[7] Caco-2 细胞来源于人体结肠腺癌细胞。由于 Caco-2 细胞在培养条件下可自发进行上皮 样分化并可形成紧密联结,其形态学、标志酶的功能表达及渗透特征与小肠类似, Caco-2 细 胞模型可作为研究小肠表皮细胞药物转运和代谢的体外模型。其优点为:省时、可测定药物 的细胞摄取及跨膜转运、Caco-2 细胞内有药物代谢酶,可在代谢状况下测定药物的跨膜转 运、Caco-2 细胞与小肠上皮细胞近似、Caco-2 细胞易于培养且生命力强、Caco-2 细胞来源 是人结肠癌细胞,同源性好，可用于区分肠腔内不同吸收途径的差别
Caco-2细胞模型的基本特点 Caco-2细胞系结构和生化作用类似于人小肠上皮细胞,含有与小肠刷状缘上皮相关的 酶系,与正常的成熟小肠上皮细胞在体外培育过程中出现逆向分化(反分化)不同,Caco-2细 胞在传统的细胞培养条件下,生长在多孔的可渗透的聚酯( Polycarbonate)膜上可达到融合 并自发分化为肠上皮细胞,形成连续的单层( monolayer)。培育约10d后,单层的跨膜电阻 约为26009·cm,细胞密度约为09×10°细胞·cm,此时Caco-2细胞单层对漏出标志物如 聚乙二醇(Mr4000)或甘露醇是不渗透的,这种性质可以维持恒定约20d,由于Caco-2细胞性 质类似小肠上皮细胞,因此可以在这段时间进行药物的跨膜转运实验0, ②Caco-2细胞模型的药物转运机理 在Caco-2细胞模型中,药物的转运过程为:药物分子从Caco-2单细胞层的顶侧肠腔侧 (AP侧)跨过Caco-2单细胞层或经由细胞间隙到达基底侧(BL侧)。药物跨过肠上皮有4 条途径:①被动转运;②胞旁转运;③载体介导转运;④胞饮 (2)在体肠灌流模型 特点:保证了肠道神经以及内分泌输入的完好无损,同时也保证了血液及淋巴液的供应, 提高了生物活性。在该模型中还可测定肠道代谢物。该法既可从肠腔取样,又可从血液中取 样。虽然这些研究常在麻醉的小动物上进行,但借助肠插管,非麻醉的实验动物及人体的灌流 研究亦可进行。在体肠道灌流不仅提供了较高的组织活性,而且提供了额外的取样部位 已经建立了鼠肠原位灌流实验取得的药物肠道渗透率同人体硏究中口服给予药物溶液后吸 收的药物量之间的关系。 HuM等学者采用Coca-2和肠灌流模型等方法对黄酮和类黄酮成分的吸收与代谢进行 了研究12;研究结果表明=23:黄酮苷类化合物在肠道中降解成苷元再吸收,而淫羊藿 苷主要是以它的次级鼠李糖苷形式吸收。类黄酮的吸收与代谢途径可归纳为FigI 1.4淫羊藿为传统补肾中药,在民间沿用已有千年历史,具补肾阳,强筋骨,祛风湿功效。 临床常用于阳痿遗精,筋骨痿软,风湿痹痛等证。淫羊藿中含多种黄酮类成分,目前硏究证 明:淫羊藿总黄酮为淫羊藿主要活性成分。淫羊藿总黄酮在心血管系统、中枢神经系统、 血液系统、免疫系统、抗炎、抗骨质疏松、抗衰老、抗肿瘤等方面取得较大的进展。临床 常见的淫羊藿炮制品有淫羊藿、羊脂炙淫羊藿、盐淫羊藿和酒淫羊藿等。 目前对淫羊藿的炮制研究主要有以下两个方面: (1)炮制前后黄酮类等化学成分的变化 陈惠玲等采用紫外分光光度法测定粗毛淫羊藿生品及4种不同炮制品中总黄酮的含
①Caco-2 细胞模型的基本特点 Caco-2 细胞系结构和生化作用类似于人小肠上皮细胞,含有与小肠刷状缘上皮相关的 酶系,与正常的成熟小肠上皮细胞在体外培育过程中出现逆向分化(反分化)不同, Caco-2 细 胞在传统的细胞培养条件下,生长在多孔的可渗透的聚酯(Polycarbonate)膜上可达到融合 并自发分化为肠上皮细胞,形成连续的单层(monolayer)[8]。培育约 10ｄ后,单层的跨膜电阻 约为 2600Ω·cm2 ,细胞密度约为 0.9×106 细胞·cm 2 ,此时 Caco-2 细胞单层对漏出标志物如 聚乙二醇(Mr4000)或甘露醇是不渗透的,这种性质可以维持恒定约 20ｄ,由于 Caco-2 细胞性 质类似小肠上皮细胞,因此可以在这段时间进行药物的跨膜转运实验[9,10]。 ②Caco-2 细胞模型的药物转运机理 在 Caco-2 细胞模型中,药物的转运过程为:药物分子从 Caco-2 单细胞层的顶侧肠腔侧 (ＡＰ侧)跨过 Caco-2 单细胞层或经由细胞间隙到达基底侧(ＢＬ侧)。药物跨过肠上皮有 4 条途径:①被动转运;②胞旁转运;③载体介导转运;④胞饮。 (2)在体肠灌流模型 特点：保证了肠道神经以及内分泌输入的完好无损,同时也保证了血液及淋巴液的供应, 提高了生物活性。在该模型中还可测定肠道代谢物。该法既可从肠腔取样,又可从血液中取 样。虽然这些研究常在麻醉的小动物上进行,但借助肠插管,非麻醉的实验动物及人体的灌流 研究亦可进行[11]。在体肠道灌流不仅提供了较高的组织活性,而且提供了额外的取样部位。 已经建立了鼠肠原位灌流实验取得的药物肠道渗透率同人体研究中口服给予药物溶液后吸 收的药物量之间的关系。 Hu M.等学者采用 Coca-2 和肠灌流模型等方法对黄酮和类黄酮成分的吸收与代谢进行 了研究[12～19] ；研究结果表明[19～23]：黄酮苷类化合物在肠道中降解成苷元再吸收，而淫羊藿 苷主要是以它的次级鼠李糖苷形式吸收。类黄酮的吸收与代谢途径可归纳为 Fig 1。 1.4 淫羊藿为传统补肾中药，在民间沿用已有千年历史，具补肾阳，强筋骨，祛风湿功效。 临床常用于阳痿遗精，筋骨痿软，风湿痹痛等证。淫羊藿中含多种黄酮类成分，目前研究证 明[24]：淫羊藿总黄酮为淫羊藿主要活性成分。淫羊藿总黄酮在心血管系统、中枢神经系统、 血液系统、免疫系统、抗炎、抗骨质疏松、抗衰老、抗肿瘤等[25]方面取得较大的进展。临床 常见的淫羊藿炮制品有淫羊藿、羊脂炙淫羊藿、盐淫羊藿和酒淫羊藿等。 目前对淫羊藿的炮制研究主要有以下两个方面： (1)炮制前后黄酮类等化学成分的变化 陈惠玲等[26]采用紫外分光光度法测定粗毛淫羊藿生品及 4 种不同炮制品中总黄酮的含
量,总黄酮含量由高到低顺序为:生品>清炒品>酒炙品>盐炙品>羊脂炙品。 (2)炮制前后药理、药效的变化 淫羊藿炮制后对心血管、中枢神经系统等方面药理、药效较生品有显著提高,故历代临 床用药均以炮制品为主 淫羊藿炮制品中总黄酮含量低于生品,而临床用药历代均以炮制品为主,且认为淫羊藿 炮制后药效较生品有显著提高。因此从淫羊藿炮制前后化学成分变化的角度并不能解释其 炮制机理:对炮制后其药效的增强也缺乏令人信服的阐述,即只知其然而不知其所以然 淫羊藿炮制品中总黄酮含量低于生品,而临床用药历代均以炮制品为主,即其炮制品药 效较生品有显著提高,因此我们的假说为:淫羊藿的炮制机理是:淫羊藿炮制后能被机体 吸收的黄酮含量相对增加;中药经过烛制,可提高活性成分的吸收,从而达到增强其药效 之目的。即该研究试图从活性成分ADME/Tox层次阐明淫羊藿的炮制机理,以期填补国内目 前中药炮制机理研究领域的一个空白 中药炮制的科学硏究起步较晩,许多炮制经验,只知道炮制后可以降低毒性、可以增强 疗效,但对减毒或增效的物质基础及炮制机理却长期处于无知状态,即只知其然而不知其所 以然。目前对中药炮制机理的阐述只是停留在该过程的两端即化学成分的变化和药理药效的 变化,而对阐明炮制机理的关键环节—一炮制前后中药活性成分的吸收等研究不够深入,本 课题拟从更深层次上阐明中药炮制机理,同时为制定合理的炮制工艺和质量标准提供科学依 据,为中药现代化、国际化做出更大贡献 参考文献 1.叶定江主编.中药炮制学[M].上海:上海科学技术出版社,1996:8 2.蔡宝昌等.马钱子不同炮制品中总生物碱的测定及急性毒性试验的比较中国中药杂志 1994,19(10):598 3.蔡宝昌等炮制对马钱子中马钱子甙的影响.中国中药杂志,1994,19(6):346 4.蔡宝昌等.马钱子中16个生物碱类化合物CNR谱的数据分析.药学学报,1994,29(1):44 5.马聘,蔡宝昌,陈龙.草乌几种炮制品的毒性实验比较.中国中药杂志,1994,19(4):216 6.王夔主编.中药研究现代方法学[M].北京:化学工业出版社,2004:6 7.杨海涛,王广基,Caco-2单层细胞模型基其在药学中的应用,药学学报, 2000,35(10),797800 8. AllenRh, robeitAC, PhilipSE Caco-2 cell monolayers as model or drug transport across the intertinal mucosa[J]. Pharm Res, 1990, 7( 9): 902. 9. Hidalgo Ij Raub Tj, Borchardt rT Characterization of the human colon carcinoma cell line(Caco-2)as a model system for intestinal epithelial permeability[J].Gast GanLL, DhirenRT, Applications of the Caco-2 model in the design and development orally actived drugs; elucidation of biochemical and physical barriers posed by
量，总黄酮含量由高到低顺序为：生品>清炒品>酒炙品>盐炙品>羊脂炙品。 (2)炮制前后药理、药效的变化 淫羊藿炮制后对心血管、中枢神经系统等方面药理、药效较生品有显著提高，故历代临 床用药均以炮制品为主。 淫羊藿炮制品中总黄酮含量低于生品,而临床用药历代均以炮制品为主，且认为淫羊藿 炮制后药效较生品有显著提高。因此从淫羊藿炮制前后化学成分变化的角度并不能解释其 炮制机理；对炮制后其药效的增强也缺乏令人信服的阐述，即只知其然而不知其所以然。 淫羊藿炮制品中总黄酮含量低于生品,而临床用药历代均以炮制品为主，即其炮制品药 效较生品有显著提高，因此我们的假说为：淫羊藿的炮制机理是：淫羊藿炮制后能被机体 吸收的黄酮含量相对增加；中药经过炮制，可提高活性成分的吸收，从而达到增强其药效 之目的。即该研究试图从活性成分 ADME/Tox 层次阐明淫羊藿的炮制机理，以期填补国内目 前中药炮制机理研究领域的一个空白。 中药炮制的科学研究起步较晚，许多炮制经验，只知道炮制后可以降低毒性、可以增强 疗效，但对减毒或增效的物质基础及炮制机理却长期处于无知状态，即只知其然而不知其所 以然。目前对中药炮制机理的阐述只是停留在该过程的两端即化学成分的变化和药理药效的 变化，而对阐明炮制机理的关键环节——炮制前后中药活性成分的吸收等研究不够深入，本 课题拟从更深层次上阐明中药炮制机理，同时为制定合理的炮制工艺和质量标准提供科学依 据，为中药现代化、国际化做出更大贡献。 参 考 文 献 1.叶定江主编.中药炮制学[M].上海:上海科学技术出版社,1996:8 2.蔡宝昌等.马钱子不同炮制品中总生物碱的测定及急性毒性试验的比较.中国中药杂志， 1994,19(10):598 3.蔡宝昌等.炮制对马钱子中马钱子甙的影响.中国中药杂志,1994,19(6):346 4.蔡宝昌等.马钱子中 16 个生物碱类化合物 13CNMR 谱的数据分析.药学学报,1994,29(1):44 5.马聘,蔡宝昌,陈龙.草乌几种炮制品的毒性实验比较.中国中药杂志,1994,19(4):216 6. 王夔主编.中药研究现代方法学[M].北京：化学工业出版社，2004：6 7. 杨 海 涛 ， 王 广 基， Caco-2 单 层 细 胞 模型 基 其 在 药 学中 的 应 用 ，药 学 学 报 ， 2000,35(10),797-800. 8.AllenRH,robeitAC,PhilipSB.Caco-2 cell monolayers as model or drug transport across the intertinal mucosa[J].Pharm Res ,1990,7(9):902. 9.Hidalgo Ij Raub Tj,Borchardt RT.Characterization of the human colon carcinoma cell line(Caco-2) as a model system for intestinal epithelial permeability[J].Gast 10.GanLL,DhirenRT,Applications of the Caco-2 model in the design and development of orally actived drugs;elucidation of biochemical and physical barriers posed by
the intestinal epithelium[J]. Adv drug deliv Rev, 1997, 23(1): 77. 11. Lenernas H Ahrenstedt 0 Hallgren R, et al. Reginal je junal perfusion, a new in vivo approach to study oral drug absorption in man[J]. Pharm res, 1992, 9: 1234 12. Hu M, Chen J, Lin H Disposition of Flavonoids via Recycling: Mechanistic Studies of Disposition of Apigenininthe Caco-2 Cell Culture Model. J Pharmacol. Exp. Therap 307(1)314-21,2003b 13. Hu M, Sinko, PJ, DeMeere, AL, Johnson, Da and Amidon, GL Membrane permeability parameters for some amino acids and B-lactam antibiotics: appliction of the boundary layer approach. J. Theor Biol, 131, 107-114, 1998 14. Hu M, Roland, K, Ge, L, Chen, Tyle, P, and roy, S Determination of Absorption Characteristics of AG337, A Noel Thymidy late Synthase Inhibitor, Using a Perfused Rat Intestinal Model J Pharm. Sci., 87, 886-890, 1998 15. Hu M, Chen Z, Zheng L Functional and molecular characterization of rat intestinal prolidase Pediat Res, e-pub ahead of print publication, 2003a 16.Li, Y and Hu, M Absorption and metabolism of flavonoids in the caco-2 Cell culture Model and a Perused Rat Intestinal Model Drug Metab. Disp 30: 370-377, 2002 17. Liu, Y Liu Y, Dai, Y, Xun, L and Hu M Enteric Dispostion and recycling of Flavonodis and Ginkgo Flavonodis. J Altern Complement. Med., 9(5): 631-640, 2003 18. CrespiCL, Penman, BW and Hu M. The Development of Caco-2 Cells Expressing High Levels of cDNA-Derived Cytochrome P4503A4 Pharm. Res. 13, 1635-1641, 1996 19. Chen J, Lin H, Hu M Metabolism of Flavonoids via Enteric Recycling: Role of ntestinal Dispostion.J. Pharmacol. Expt. 304: 1228-1235, 2003 20. Abe K, Nakada Y, Suziki A, et al. Biliary metabolites of hesprrein in rats. S 21. Yasuda t, Kano Y, Saito K, et al. Urinary and biliary me tabolites of daidzin and daidzein in rats. biol Pharm Bull, 1994.17: 1369 22.李枫,刘永.宝藿苷-1,ⅥI,ⅥII和宝藿素的分离和结构研究.药学学报,1998,23:739 23.邱峰等.淫羊藿苷在大鼠体内的代谢.药学学报,1999,34(3):222~226 4.欧阳军,欧阳红.淫羊藿化学成分及药理研究的新探讨.中国民族医药杂志,1997,S1:1 25.许碧连,吴铁,王晖.淫羊藿总黄酮药理作用的硏究现状.中国临床药理学与治疗 学,2003,8(1):115 6.陈惠玲等.粗毛淫羊藿及其不同炮制品中总黄酮的含量.中国中药杂志,2000,25(4):239
the intestinal epithelium[J].Adv Drug Deliv Rev,1997,23(1):77. 11.Lenernas H Ahrenstedt O.Hallgren R,et al .Reginal jejunal perfusion,a new in vivo approach to study oral drug absorption in man[J].Pharm res,1992,9:1234. 12.Hu M,Chen J,Lin H.Disposition of Flavonoids via Recycling:Mechanistic Studies of Disposition of Apigenininthe Caco-2 Cell Culture Model.J.Pharmacol.Exp.Therap, 307(1)314-21,2003b 13.Hu M,Sinko,PJ,DeMeere,ALJ,Johnson,DA and Amidon,GL Membrane permeability parameters for some amino acids and β-lactam antibiotics:appliction of the boundary layer approach.J. Theor.Biol.,131,107-114,1998 14.Hu M,Roland,K,Ge,L,Chen,J,Tyle,P,and Roy,S.Determination of Absorption Characteristics of AG337,A Noel Thymidylate Synthase Inhibitor,Using a Perfused Rat Intestinal Model.J.Pharm.Sci.,87,886-890,1998 15.Hu M,Chen Z,Zheng L.Functional and molecular characterization of rat intestinal prolidase.Pediat.Res.,e-pub ahead of print publication,2003a 16.Li,Y.and Hu,M.Absorption and Metabolism of Flavonoids in the Caco-2 Cell Culture Model and a Perused Rat Intestinal Model.Drug Metab.Disp.30:370-377,2002 17.Liu,Y.Liu Y,Dai,Y,Xun,L and Hu M.Enteric Dispostion and Recycling of Flavonodis and Ginkgo Flavonodis.J Altern.Complement.Med.,9(5):631-640,2003 18.CrespiCL,Penman,BW and Hu M.The Development of Caco-2 Cells Expressing High Levels of cDNA-Derived Cytochrome P4503A4.Pharm.Res.13,1635-1641,1996. 19.Chen J,Lin H,Hu M.Metabolism of Flavonoids via Enteric Recycling:Role of Intestinal Dispostion.J.Pharmacol.Expt.304:1228-1235,2003 20.Abe K,Nakada Y,Suziki A,et al.Biliary metabolites of hesprrein in rats.S hoyakugaku Zasshi,1993,47:43 21.Yasuda T,Kano Y,Saito K,et al.Urinary and biliary metabolites of daidzin and daidzein in Rats.Biol Pharm Bull,1994,17:1369 22.李枫,刘永.宝藿苷-I,VI,VII 和宝藿素的分离和结构研究.药学学报,1998,23:739 23.邱峰等.淫羊藿苷在大鼠体内的代谢.药学学报,1999,34(3):222～226 24.欧阳军,欧阳红.淫羊藿化学成分及药理研究的新探讨.中国民族医药杂志,1997,S1:158 25.许碧连,吴铁,王晖.淫羊藿总黄酮药理作用的研究现状.中国临床药理学与治疗 学,2003,8(1):115 26.陈惠玲等.粗毛淫羊藿及其不同炮制品中总黄酮的含量.中国中药杂志,2000,25(4):239
2J项目的研究内容、研究目标以及拟解决的关键问题。 研究目标 从中药活性成分吸收的角度阐明淫羊藿的炮制机理。本研究选择淫羊藿( Epimedium koreanum Nakai.),利用ADME/Tox系统研究单体活性成分 Epimedin a、 Epimedin b、 Epimedin C、 Icariin、 Baohuside I的吸收、代谢机理与动力学及淫羊藿炮制品的标准提取物中这 5个主要活性成分的吸收与代谢及其相互作用。从中药活性成分吸收与代谢的角度阐明淫羊 藿的炮制机理。 研究内容 淫羊藿中含有多种化学成分,黄酮类成分是其主要活性成分,本研究拟选用淫羊藿的入 药品种之一淫羊藿( Epimedium koreanum Nakai),对其中的5个黄酮单体活性成分及淫羊藿 ( Epimedium koreamum Nakai)炮制品的标准提取物中这5个主要单体活性成分的吸收与代谢 及其相互作用进行研究。 结构式如下 H3C Ru R2 1. rha-glc Epimedin a(朝藿定A) 2. rha-xyI glc Epimedin b(朝藿定B) 3. rha-rha C Epimedin c(朝藿定C) 4. rh Ic Icariin(淫羊藿苷) 5. rha Baohuside I(宝藿苷) (1)淫羊翟黄酮类成分的HPLC和LC-MS的分析方法:建立 Epimedin a、 Epimedin b、 Epimedin
2.项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。 *研究目标： 从中药活性成分吸收的角度阐明淫羊藿的炮制机理。本研究选择淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai.），利用 ADME/Tox 系统研究单体活性成分 Epimedin A、Epimedin B、Epimedin C、Icariin 、Baohuside Ⅰ的吸收、代谢机理与动力学及淫羊藿炮制品的标准提取物中这 5 个主要活性成分的吸收与代谢及其相互作用。从中药活性成分吸收与代谢的角度阐明淫羊 藿的炮制机理。 *研究内容： 淫羊藿中含有多种化学成分，黄酮类成分是其主要活性成分，本研究拟选用淫羊藿的入 药品种之一淫羊藿(Epimedium koreanum Nakai)，对其中的 5 个黄酮单体活性成分及淫羊藿 (Epimedium koreamum Nakai)炮制品的标准提取物中这 5 个主要单体活性成分的吸收与代谢 及其相互作用进行研究。 结构式如下： O OMe OR1 OH O H3C CH3 R2O R1 R2 Compound 1. rha－glc glc Epimedin A(朝藿定 A) 2. rha－xyl glc Epimedin B(朝藿定 B) 3.rha－rha glc Epimedin C(朝藿定 C) 4.rha glc Icariin(淫羊藿苷) 5.rha H Baohuside Ⅰ(宝藿苷) (1) 淫羊藿黄酮类成分的HPLC和LC-MS的分析方法：建立Epimedin A、Epimedin B 、Epimedin
C、 Icariin、 Baohuside I的HLC分析方法,并用LC-Ms,LC-MS-MS等分析手段对标准 提取物中其他成分进行峰归属。 (2)HPLC测定淫羊藿不同炮制品标准提取物中 Epimedin a、 Epimedin b、 Epimedin c Icariin、 Bachus ideⅠ五个单体活性成分的含量变化 (3)利用ADME/Tox系统研究 Epimedin a、 Epimedin b、 Epimedin c、 Icariin、 Baohuside Ⅰ五个单体活性成分的吸收与代谢机理、动力学、毒理学、药物一药物之间相互作用 (4)研究比较生品与羊脂炙炮制品的标准品提取物中,上述5个黄酮单体活性成分( Epimedin A、 Epimedin b、 Epimedin c、 Icariin、 Baohuside I)的吸收与代谢机理及其相互 作用。 *拟解决的关键问题: 淫羊藿经炮制后总黄酮含量降低,但是历代临床用药却以炮制品为主,本研究拟采用 ADME/Iox系统研究淫羊藿炮制品中黄酮类成分的吸收与代谢,试图从中药活性成分吸收的 角度阐述炮制的机理:炮制可提高中药活性成分的吸收
C、Icariin 、BaohusideⅠ的 HPLC 分析方法，并用 LC-MS，LC-MS-MS 等分析手段对标准 提取物中其他成分进行峰归属。 (2) HPLC 测定淫羊藿不同炮制品标准提取物中 Epimedin A、 Epimedin B 、Epimedin C、 Icariin 、BaohusideⅠ五个单体活性成分的含量变化。 (3) 利用 ADME/Tox 系统研究 Epimedin A、 Epimedin B 、Epimedin C、Icariin 、Baohuside Ⅰ五个单体活性成分的吸收与代谢机理、动力学、毒理学、药物－药物之间相互作用 (4) 研究比较生品与羊脂炙炮制品的标准品提取物中，上述 5 个黄酮单体活性成分（Epimedin A、 Epimedin B 、Epimedin C、Icariin 、BaohusideⅠ）的吸收与代谢机理及其相互 作用。 *拟解决的关键问题： 淫羊藿经炮制后总黄酮含量降低，但是历代临床用药却以炮制品为主，本研究拟采用 ADME/Tox 系统研究淫羊藿炮制品中黄酮类成分的吸收与代谢，试图从中药活性成分吸收的 角度阐述炮制的机理：炮制可提高中药活性成分的吸收
3拟采取的研究方案及可行性分析 *技术路线 淫羊藿药材品种鉴定 炮制品制备(盐炙、酒炙、羊脂炙) HPLC测定炮制品中5个黄酮单体( Epimedin a Epimedin b、 Epimedin c、 Icariin、 Baohuside Ⅰ)的含量 LC-MS、LC-MSMS等技术对标准提取物 中其它黄酮类成分进行成分归 5个黄酮单体(同上)的吸收与代谢动力学 淫羊藿生品与羊脂炙品标准提取物中5 黄酮单体的ADME/Tox系统研究 *研究方法及实验手段: (1)HPLC、LCMS分析方法: 条件:色谱柱:C18柱(4.6×150,5Ⅷm);流动相:A(0.5%冰醋酸溶液,B(乙腈);B 相浓度梯度洗脱:0~20min(25%B),20~45min(25%~35%B);流速:1.0ml/min; 检测波长:272nm:进样量:20ul (2)Caco-2细胞模型研究黄酮成分的吸收代谢: Caco-2 Fig2 Caco-2 model
3.拟采取的研究方案及可行性分析 *技术路线 淫羊藿药材品种鉴定 炮制品制备(盐炙、酒炙、羊脂炙) HPLC 测定炮制品中 5 个黄酮单体（Epimedin A、 Epimedin B 、Epimedin C、Icariin 、Baohuside Ⅰ）的含量 LC-MS、LC-MS-MS 等技术对标准提取物 中其它黄酮类成分进行成分归属 5 个黄酮单体（同上）的吸收与代谢动力学 淫羊藿生品与羊脂炙品标准提取物中 5 个 黄酮单体的 ADME/Tox 系统研究 *研究方法及实验手段： ( 1 )HPLC、LC-MS 分析方法： 条件：色谱柱：C18 柱（4.6×150，5um）；流动相：A(0.5%冰醋酸溶液),B(乙腈)；B 相浓度梯度洗脱：0～20min (25%B)，20～45min(25%～35%B)；流速:1.0 ml/ min ； 检测波长:272 nm；进样量:20ul。 (2) Caco－2 细胞模型研究黄酮成分的吸收代谢： F i g2 Caco-2 model
细胞培养:Caco-2细胞种植于 transwell上,种植密度为(100,000细胞/cm2),培养基 为含有10%小牛血清的DMEM溶液,细胞在37℃的CO培养箱中培养,隔一天更换培养液 单层细胞于19~21天左右分化形成,即可用于试验 实验过程:37℃下用PH7.4的HBSS将单层细胞冲洗3次,测量跨膜电阻,弃去跨膜 电阻值小于500hms×cm2的细胞。细胞在缓冲液中孵育1h后吸走孵化介质,在细胞层的绒 毛面(AP)加入含有待试药物的溶液,随后发生一系列的跨膜转运。AP侧底液于开始和结 束时取样两份,BL侧底液每隔3min中取样400u1,并补充同体积空白底液保持BL侧体积 恒定。在每份样品中加入50u1溶液(乙腈:冰醋酸=94:6,其中含作为内标物的100uM睾 丸酮),混合物离心(13,000rpm)8分钟,上清液用HPLC法分析。 (3)大鼠在体单向肠瀋注模型研究黄酮成分的吸收代谢 方法:麻醉动物,打开腹腔,靠近十二指肠处插入胆汁导管,分别在 the duodenum the jejunum; the terminal ileum; the colon两端插管,实验时用等渗生理盐水浸渍的纱 布覆盖于肠组织表面以保湿,用等渗生理盐水冲洗肠内容物后换灌流液,用一恒速泵灌流肠 腔,泵的流速为o.191ml/min。每隔3min收集出口管中灌流液,灌注前收集一次胆汁样品 (约0.4m1),随后每隔30min收集一份,灌注后测量小肠的长度。出口管中药物浓度用HPLC 检测。胆汁样品用缓冲液按(1:10)比例稀释,加入葡萄糖醛酸酶和硫酸酯酶,反应6h 释放出苷元,供HLC检测 (4)微粒体 肠微粒体制备:大鼠禁食24h,不禁水,注射苯巴比妥钠(200mg/kg)处死,切开8只 鼠的小肠部分,按照以下的方法分离:小肠部分(始端10cm作为十二指肠:末端10cm作 为回肠:其余的作为空肠):大肠部分(盲肠弃去,结肠用于微粒体制备)。集中八只鼠肠 的相同部分,每段用冰冷的溶液(冰盐水加二硫基丁二醇1mM)清洗。纵向切开各部分肠 洗去排泄物,放置于冰冷溶液A(8 mM KH,PO4,56 mM NazHPO4,15mMKC,96 mM NaCl 27 mM sodium citrate, and004mg/ ml phenylmethylsulfonyl fluoride(PMSF)中,用溶液A清 洗两次,将刮出的粘膜细胞放进溶液B(8mMKH2PO4,56mMNa?HPO4,1.5 mMEDTA,and 0.5 mM dithiothreitol and0.04mg/ mI PMSF)中,收集细胞,在900g转速离心5分钟,用12ml 均匀的缓冲液洗两次(PH7.4 mM KH2 PO,250mM蔗糖,1 mM EDTA,0.04mg/m1PMSF)将细胞重 新悬浮于2ml上述缓冲液中,用电动匀浆机使均匀化,经15min低速离心(15,0g,4℃) 上清液用巴氏吸管吸走,脂肪层和碎片弃去。微粒体再经高速离心(6Omin,4℃,90,000g,) 将所得微粒体悬浮于250mM蔗糖溶液中,分装于微量离心管中,一80℃下保存备用
细胞培养：Caco-2 细胞种植于 transwell 上，种植密度为（100,000 细胞/cm2），培养基 为含有 10％小牛血清的 DMEM 溶液，细胞在 37℃的 CO2 培养箱中培养，隔一天更换培养液， 单层细胞于 19～21 天左右分化形成，即可用于试验。 实验过程：37℃下用 PH7.4 的 HBSS 将单层细胞冲洗 3 次，测量跨膜电阻，弃去跨膜 电阻值小于 500ohms×cm 2 的细胞。细胞在缓冲液中孵育 1h 后吸走孵化介质，在细胞层的绒 毛面（AP）加入含有待试药物的溶液，随后发生一系列的跨膜转运。AP 侧底液于开始和结 束时取样两份，BL 侧底液每隔 30min 中取样 400ul，并补充同体积空白底液保持 BL 侧体积 恒定。在每份样品中加入 50ul 溶液（乙腈:冰醋酸＝94:6，其中含作为内标物的 100uM 睾 丸酮），混合物离心(13,000rpm)8 分钟，上清液用 HPLC 法分析。 (3)大鼠在体单向肠灌注模型研究黄酮成分的吸收代谢： 方法：麻醉动物,打开腹腔, 靠近十二指肠处插入胆汁导管，分别在 the duodenum； the jejunum；the terminal ileum；the colon 两端插管, 实验时用等渗生理盐水浸渍的纱 布覆盖于肠组织表面以保湿，用等渗生理盐水冲洗肠内容物后换灌流液,用一恒速泵灌流肠 腔, 泵的流速为 0.191ml/min。每隔 30min 收集出口管中灌流液，灌注前收集一次胆汁样品 （约 0.4ml），随后每隔 30min 收集一份，灌注后测量小肠的长度。出口管中药物浓度用 HPLC 检测。胆汁样品用缓冲液按（1:10）比例稀释，加入葡萄糖醛酸酶和硫酸酯酶，反应 6h， 释放出苷元，供 HPLC 检测。 (4)微粒体： 肠微粒体制备：大鼠禁食 24h，不禁水，注射苯巴比妥钠（200mg/kg）处死，切开 8 只 鼠的小肠部分，按照以下的方法分离：小肠部分（始端 10cm 作为 十二指肠；末端 10cm 作 为回肠；其余的作为空肠）；大肠部分（盲肠弃去，结肠用于微粒体制备）。集中八只鼠肠 的相同部分，每段用冰冷的溶液（冰盐水加二硫基丁二醇 1mM）清洗。纵向切开各部分肠， 洗去排泄物，放置于冰冷溶液 A〔8 mM KH2PO4, 5.6 mM Na2HPO4, 1.5 mM KCl, 96 mM NaCl, 27 mM sodium citrate, and 0.04 mg/ml phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF)〕中,用溶液 A 清 洗两次，将刮出的粘膜细胞放进溶液 B(8mM KH2PO4, 5.6 mM Na2HPO4, 1.5 mM EDTA, and 0.5 mM dithiothreitol and 0.04 mg/ml PMSF)中，收集细胞，在 900g 转速离心 5 分钟，用 12ml 均匀的缓冲液洗两次（PH7.4mM KH2PO4,250mM 蔗糖，1mM EDTA，0.04mg/mlPMSF）将细胞重 新悬浮于 2ml 上述缓冲液中，用电动匀浆机使均匀化，经 15min 低速离心（15,000g，4℃）， 上清液用巴氏吸管吸走，脂肪层和碎片弃去。微粒体再经高速离心（60min，4℃，90,000g，） 将所得微粒体悬浮于 250mM 蔗糖溶液中，分装于微量离心管中，－80℃下保存备用
肝微粒体制备:切除麻醉成年雄性 Sprague- Dawley大鼠新鲜肝脏,放于冰冷盐溶液 中,称重,切碎,在冰冷缓冲溶液(5 OmM PH7.4磷酸钾缓冲液,250mM蔗糖,1 mM EDTA) 中用电动匀浆机搅匀,离心(7,000g,15min,4℃),收集上清液,离心(18,500g,15min, 4℃)弃去沉淀,上清液再离心1h(85,600g,4℃),产生微粒体。将所得微粒体悬浮于250mM 蔗糖溶液中,分装于小瓶中(0.5m/瓶),一80℃下保存备用。以小牛血清蛋白作为标准用 BioRad分析方法检测蛋白浓度 用微粒体检测UDP-葡萄糖醛酸转移酶活性:步骤如下:(1)微粒体混合物(最终浓度 大约0.05mg蛋白质/m),MgCl2(0.88mM),葡糖二酸单内酯(4.4mM);丙甲素 (0.022mg/ml);含不同浓度底物的50mM磷酸钾缓冲液(PH7.4);最后加入3.5mM尿甙 二磷酸葡萄糖醛酸(2)混合物在37℃孵化10~3min:(3)加λ1τoul溶液(乙腈:冰醋酸 94:6,其中含作为内标物的100uM睾丸酮)终止反应 (5)数据计算与处理 ①Caco-2细胞模型表观通透系数 Papp=△QA(Δ Q为△t内的转运量,A为膜面积,C0为初始给药浓度。吸收良好的药物的表观渗 透系数Papp>10-6cm.s2;吸收为1%~100%的药物表观渗透系数Papp.0.1×106~1 ×10cm.s2;而吸收差的药物(即吸收<1%)的Papp<10-7cm.s1 ②大鼠肠灌注模型中黄酮类物质的吸收公式如下: Mab=Qt( CAin-CAout) Q:流速(ml/min):τ:取样间隔时间30min:CAm、CAat为进口管和出口管中 苷元的浓度 ③通过小肠排泄中的量计算公式如下: Mgut=QI AMout CMu为肠腔出口代谢物浓度 ④通过胆汁排泄的变化量: Mbile=vcmbile CMl为胆汁中代谢物的浓度:V为每30min收集的胆汁体积 ⑤吸收百分比和代谢百分比以下式计算:
肝微粒体制备：切除麻醉成年雄性 Sprague－Dawley 大鼠新鲜肝脏，放于冰冷盐溶液 中，称重，切碎，在冰冷缓冲溶液（50mM PH7.4 磷酸钾缓冲液，250mM 蔗糖，1mM EDTA） 中用电动匀浆机搅匀，离心（77,000g，15min，4℃），收集上清液，离心（18,500g，15min， 4℃）弃去沉淀，上清液再离心 1h（85,600g，4℃），产生微粒体。将所得微粒体悬浮于 250mM 蔗糖溶液中，分装于小瓶中（0.5ml/瓶），－80℃下保存备用。以小牛血清蛋白作为标准用 BioRad 分析方法检测蛋白浓度。 用微粒体检测 UDP-葡萄糖醛酸转移酶活性：步骤如下：（1）微粒体混合物（最终浓度 大约 0.05mg 蛋白质/ml），MgCl2 （0.88mM）,葡糖二酸单内酯（4.4mM）；丙甲素 （0.022mg/ml）；含不同浓度底物的 50mM 磷酸钾缓冲液（PH7.4）；最后加入 3.5mM 尿甙 二磷酸葡萄糖醛酸(2)混合物在 37℃孵化 10～30min；（3）加入 170ul 溶液(乙腈:冰醋酸＝ 94:6，其中含作为内标物的 100uM 睾丸酮)终止反应。 (5)数据计算与处理 ①Caco- 2 细胞模型表观通透系数 Ｐapp=ΔＱ/(Δｔ·Ａ·Ｃ0) ΔＱ为Δt 内的转运量，Ａ为膜面积，Ｃ0 为初始给药浓度。吸收良好的药物的表观渗 透系数Ｐapp >10-6cｍ.s -1 ；吸收为 1%～100%的药物表观渗透系数Ｐapp 为 0 .1×10-6～1 ×10-6 cｍ.s -1；而吸收差的药物(即吸收<1%)的Ｐapp <10-7cｍ.s -1。 ②大鼠肠灌注模型中黄酮类物质的吸收公式如下： Mab=Qτ(CAin - CAout) Q：流速（ml/min）；τ：取样间隔时间 30min；CAin 、C Aout 为进口管和出口管中 苷元的浓度； ③通过小肠排泄中的量计算公式如下： Mgut=QτCMout CMout 为肠腔出口代谢物浓度 ④通过胆汁排泄的变化量： Mbile=VCMbile CMbile为胆汁中代谢物的浓度；V 为每 30min 收集的胆汁体积； ⑤吸收百分比和代谢百分比以下式计算：
