关于体外肝代谢系统的研究与应用

关于体外肝代谢系统的研究与应用 摘要： 肝药酶在药物代谢中具有十分重要的作用。对肝药酶的研究中，以动物肝脏或肝细胞为基础，构建体外肝代谢系统是体外代谢研究中最重要的环节之一。对体外肝代谢的研究，主要是利用肝微粒体、基因重组CYP450酶系、肝细胞培养、肝组织切片及离体肝灌流系统等方法。本文综述近年国内外所应用的不同体外肝代谢系统，并对各体外代谢研究方法进行比较，指出根据各系统的特性、不同的实验要求和目的，选择适当的研究方法的重要性。 关键词： 细胞色素P450酶；肝微粒体；肝细胞培养；肝组织切片；离体肝灌流 　　药物代谢（drug metabolism）一般是指药物的生物转化（drug biotransformation）。药物经生物转化后，可引起药物的药理活性或∕和毒理活性的改变。因此，研究药物的生物转化，明确其代谢过程，对新药开发、新剂型设计及制定合理的临床用药等方面都具有重要的指导意义。肝脏是药物生物转化的重要器官，含有参与药物代谢重要的酶系（细胞色素P450酶，cytochrome P450，CYP450)，该酶系参与药物及各种内源性和外源性化合物在体内的代谢过程。CYP450酶系由三十多种同工酶（亚型）组成，主要有CYP1、CYP2、CYP3三大家族［1］。本文所介绍的各种体外代谢系统均含有一种或多种CYP450酶的同工酶，为研究药物体外代谢提供了研究的对象和基础。动物肝体外代谢研究可以较好地排除体内因素干扰，直接观察酶对底物代谢的选择性，为整体试验提供可靠的科学依据。以肝脏为基础的体外代谢系统主要包括肝微粒体、基因重组CYP450酶系、肝细胞、肝组织切片及离体肝灌流。 　　1肝微粒体 　　1.1肝微粒体的制备 　　 　　多数采用差速离心法［2］，通过高速离心使微粒体与其他成分分离，操作简单，无需其他试剂辅助。但较耗时，设备要求高，使该法的普及和深入研究受到一定的限制。针对这些情况，可采用试剂辅助分离的方法［3］，在离心前额外加入一定比例的PEG6000或CaCl2，促进微粒体沉降。此法对设备要求降低，并缩短了实验周期。肝微粒体的制备过程均应在4 ℃下进行。正确、合理地选择缓冲液，能起到良好介质的作用，按比例加入后进行肝组织的破碎和匀浆，才可有效分离肝微粒体和避免细胞器受损。 　　1.2肝微粒体的主要应用 　　1.2.1测定CYP450酶活性 　　测定原理是在特定酶催化下，底物在辅助因子以及适合的温度、时间作用下反应，借助仪器测定生成的特定产物量。由于反应可控和周期短，目前大多数P450酶以肝微粒体作为反应体系进行酶活性的测定［2］。各种酶活性测定的步骤基本相同，差别主要在于酶对应的底物和检测仪器的选择。一般以底物及代谢途经来命名各种酶，如7?乙氧基试卤灵?O?脱乙基酶（CYP 1A1）［4］、氯唑沙宗羟化酶（CYP 2E1）［5］等。根据底物特性选择检测仪器，常用的有紫外∕荧光分光光度计，或联用HPLC系统。 　　1.2.2考察药物对肝药酶活性的影响 　　某些药物在体内不同程度地诱导或抑制肝药酶活性，这将影响到同时服用的其他药物的代谢，如抑制CYP 3A活性的药物（如红霉素等），若与其他经这一家族酶代谢的药物（如西尼地平等）同时服用，则可能减慢其代谢，从而增强药效或毒副作用［6］。近年来，关于考察中药成分对肝药酶活性影响的报道增多，从体外分子水平来评价它们对肝代谢的影响，可为中药配伍提供依据。如代方国等［7］考察给以甘草、甘遂、甘遂甘草配伍药液的大鼠的肝微粒体中CYP 2E1的活性，发现甘草组和配伍组对CYP 2E1活性的诱导作用显著高于甘遂组；甘遂可能通过诱导肝脏CYP2E1的达与活性上升；甘遂甘草配伍使用时，甘草对CYP2E1活性的诱导能力更强，故两者配伍时，可促进甘遂所含前致癌物质和前毒物转化成为致癌物和毒物的过程，并导致对机体毒性作用的增强。 　　1.2.3进行药物体外代谢途径研究