ZS-08和ZS-09候选化合物体外人肝微粒体代谢稳定性研究文献综述

一、研究背景

天然药物分离提取技术和组合化学等技术的发展大大加快了候选药物的发现速度，每年都有成千上万的新化合物需要进行筛选。药代动力学是药物筛选中至关重要的一个环节，统计数据表明，在药物开发阶段,大约39%的候选化合物由于药代动力学方面的原因被淘汰，随着体内外筛选技术的发展已经下降到10%。对候选化合物代谢的研究是药物研发的重要内容，在新药开发的早期阶段，需要利用各种体内和体外模型对候选化合物药动学特点进行筛选,以便在研究开发的早期确定该候选化合物的开发价值和研究前景，获得具有良好药动学特性的候选化合物^{[1] [2]}。

与体内代谢研究不同，体外代谢研究可在新药研发早期利用体外代谢参数合理预测候选化合物的体内药动学行为，指导其后期药效学、药动学研究以及安全性评价模型的选择^[3]。同时，体外代谢还能迅速有效地解决药物代谢中的关键问题，例如代谢物结构鉴定、代谢途径推断等，为体内代谢研究提供重要的线索和依据，有助于缩小体内研究的筛选范围。化合物代谢稳定性差意味着其在体内较易被代谢，往往导致不良的药动学性质，如体内生物利用度低、作用时间短等。肝脏是药物代谢的主要场所，拥有细胞色素P450等多种代谢酶。这些代谢酶主要存在于肝微粒体中，决定药物代谢途径、代谢速率，与药物清除率直接相关^[4]。药物代谢可分为Ⅰ相和Ⅱ相：Ⅰ相代谢最重要的酶系为细胞色素P450（CYP），该酶系包含两个重要的蛋白组分，即含铁血红素蛋白和黄素蛋白，后者能将还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（即还原型辅酶Ⅱ，NADPH）的电子转移至 CYP-底物复合体上，完成药物的氧化、还原反应；Ⅱ相代谢的结合代谢酶为尿苷二磷酸（UDP）-葡萄糖醛酸转移酶（UGT），其中UGT是一类位于内质网膜上的超家族代谢酶，也是Ⅱ相代谢过程中的主要酶系，可以将尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）上的葡萄糖醛酸转移至内源性或外源性化合物上，完成药物的葡萄糖醛酸化结合反应^[3]。药物经上述反应后性质发生变化,其药效/毒性可能加强或减弱，体外肝代谢法成了药物体外代谢研究的主要技术和方法^[5]。

常见的体外肝代谢研究方法有肝微粒体体外温孵法、肝细胞体外温孵法等。体外肝微粒体温孵法是一种先利用差速离心技术制备得到肝微粒体，然后再人工模拟体内生理温度和环境等条件下辅以氧化还原型辅酶混合得到的生化反应体系。采用体外肝微粒体温孵系统进行代谢研究，不仅可排除体内诸多因素的干扰，还具有反应干扰小、操作简单、代谢条件易于控制等优点^{[6] [7]}。

二、研究意义

化合物ZS-08和ZS-09是目前已经筛选出具有一定开发价值和研究前景的选化合物，前期研究表明，这两个候选化合物有相似的化学结构和药理活性，对二者的作用机制也进行了许多相关的研究，但对化合物ZS-08和ZS-09在人肝微粒体中的稳定性以及代谢产物的研究甚少。本课题旨在对比研究ZS-08和ZS-09候选化合物在人肝微粒体中的代谢差异，并分别鉴定二者在空白孵育液和人肝微粒体中的代谢产物，为研究ZS-08和ZS-09候选化合物在体内的代谢清除规律、代谢产物确证以及药物应用等提供理论依据^{[8] [9]}。

三、研究方法

本课题研究应用体外人肝微粒体孵育体系，分别将ZS-08和ZS-09候选化合物与人肝微粒体于37℃孵育,另设立一组空白孵育液进行对照，于孵育0、5、10、15、30、45 min时终止反应；采用高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）测定两者的剩余浓度，考察ZS-08和ZS-09候选化合物的代谢稳定性，鉴定代谢产物，并通过底物消除法计算半衰期和清除率^{[10] [11] [12]}。

四、进度安排

1. 实验前期准备（2021.3.4-3.31）

1) 进行与课题相关的论文查阅下载。

2) 完成毕业论文前期背景介绍的书写。

3) 完成开题报告的制作。（3.20前）

4) 开展实验准备工作和进行预实验。

2. 实验中期（2021.4.1-4.30）

1) 候选化合物的人肝微粒体温孵。

2) HPLC-MS/MS测定剩余浓度。

3) 计算半衰期和清除率，进行数据分析处理。

4) 完成中期检查表的制作（4.20前）

3. 实验后期(至2021.5.20)

1) 完成毕业论文的书写。

2) 准备毕业答辩。

参考文献：

1. [1]董晓娜,朱晓霞,孟志云,刘江林,曹颖林,窦桂芳.体内外方法快速筛选系列候选化合物的药动学性质[J].药学学报,2009,44(11):1309-1312.

2. [2]Hye Young Ji, Kwang Hyeon Liu, Hyeri Lee, et al. Corydaline Inhibits Multiple Cytochrome P450 and UDP-Glucuronosyltransferase Enzyme Activities in Human Liver Microsomes[J]. Molecules, 2011, 16(8):6591-6602.

3. [3]陈瑞,张丽,蔡进,朱高峰,汤磊,黄静.新型胰岛素增敏剂ZG02在大鼠肝微粒体中的代谢稳定性研究[J].中国药房,2018,29(24):3359-3364.

4. [4]刘琼艳,张美琴,卿晨,李霁.喜树碱衍生物NCP4在不同种属肝微粒体中代谢稳定性研究[J].天然产物研究与开发,2019,31(11):1968-1974.

5. [5]Matsumoto K, Hasegawa T, Koyanagi J, et al.Reductive metabolism of nabumetone by human liver microsomal and cytosolic fractions:exploratory prediction using inhibitors and substrates as marker probes[J].Eur J Drug Metab Pharmacokinet, 2015, 40 (2) :127-135.

6. [6]陈鹏,汪静,张红盼,吴玥,刘刚,周本宏.药物体外肝代谢的研究方法[J].中国药房,2017,28(19):2703-2707.

7. [7] Sakiyama Yojiro et al. Predicting human liver microsomal stability with machine learning techniques.[J]. Journal of molecular graphics modelling, 2008, 26(6) : 907-15.

8. [8]王春艳,汤明海,李容,李小彬,王海蓉,万丽.水黄皮素在大鼠肝微粒体中的代谢研究[J].华西药学杂志,2015,30(03):333-335.

9. [9]李文艳,刘艳辉,董婧.比阿培南在人肝微粒体、人肾S9和体外人血浆中的稳定性及其代谢产物鉴定[J/OL].中国医院药学杂志:1-8[2021-03-16].

10. [10]杨洋,李静,肖涛,李韬,傅晓钟.阿德福韦混膦酯衍生物体外代谢及稳定性研究[J].中国药科大学学报,2018,49(06):699-705.

11. [11]袁春平,侯惠民,曾杉.丹酚酸B及二甲酯在人肝微粒体中代谢稳定性研究及代谢产物鉴定[J].中国新药杂志,2016,25(13):1543-1549.

12. [12]于伟凡.HPLC法测定大鼠肝微粒体温孵体系中奥美拉唑的含量[J].中国医药导刊,2009,11(08):1430-1431.