肝微粒體孵育體系中大黃酸及其代謝活化產物的檢測方法研究

李恩澤，袁媛，邵華

(1.東南大學醫學院 藥理學教研室，江蘇 南京 210009； 2.蘇州大學藥學院 藥物代謝動力學教研室，江蘇 蘇州 215123； 3.東南大學附屬中大醫院 藥劑科，江蘇 南京 210009)

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·論 著·

肝微粒體孵育體系中大黃酸及其代謝活化產物的檢測方法研究

李恩澤1，袁媛2，邵華3

(1.東南大學醫學院 藥理學教研室，江蘇 南京 210009； 2.蘇州大學藥學院 藥物代謝動力學教研室，江蘇 蘇州 215123； 3.東南大學附屬中大醫院 藥劑科，江蘇 南京 210009)

目的:優化和建立大黃酸及其代謝活化產物檢測方法，并應用于大黃酸肝微粒體代謝活化研究。方法：肝微粒體孵育樣品以含3%甲酸的甲醇酸化并沉淀蛋白后，用API 4000LC- MS/MS對大黃酸和其活性代謝物大黃酸乙酰葡糖醛酸進行定性、定量分析。使用Agela Venusil XBP C18column(50×2.1 mm，3 μm)色譜柱，流動相為0.1%甲酸水- 乙腈梯度洗脫。ESI離子源在負離子模式下進行測定，多反應離子監測，用于定量分析的離子對為m/z 283.0→239.5(大黃酸)和459.0→283.0(大黃酸葡糖醛酸)。結果：大黃酸乙酰葡糖醛酸在PBS、甲醇中都不穩定，以含3%甲酸的甲醇處理后，大黃酸乙酰葡糖醛酸在樣品溶液中穩定性良好。大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸的線性范圍分別為100～25 000 nmol·L-1和10～5 000 nmol·L-1，日內和日間RSD均<10.7%，準確度在95.8%～112%之間。最適宜孵育時間優化為40 min。結論：本實驗所建立的肝微粒體體系中大黃酸及其代謝活化產物大黃酸乙酰葡糖醛酸的測定方法簡便、可行，為進一步研究大黃酸的代謝活化提供了基礎。

大黃酸； 大黃酸乙酰葡糖醛酸； 代謝活化； 高效液相色譜- 質譜聯用

大黃酸是中藥大黃的主成分之一，而大黃是我國四大最常用中藥之一，被廣泛運用于多種疾病治療[1]。大黃酸同時也廣泛地分布在其它中草藥中，比如何首烏、番瀉葉、虎杖等。大黃酸也是口服雙醋瑞因的主要入血成分，雙醋瑞因是歐洲批準上市被用于治療骨關節炎的常用藥物[2]。大黃酸具有多種藥理活性，包括抗菌、保肝、抗腫瘤、防治糖尿病等[3- 5]。

葡糖醛酸結合反應是人體內最為重要、也最為普遍的肝臟生物轉化。對于含有羧基的有機酸藥物而言，與葡糖醛酸結合生成乙酰葡糖醛酸也是其消除的主要途徑。但是，近年來的體內、體外研究表明乙酰葡糖醛酸具有反應活性，可以通過與蛋白質共價結合而引起不良反應[6]。根據文獻報道，大黃酸在肝臟中會發生強烈的二相代謝反應，主要代謝途徑為葡糖醛酸化[7]。大黃酸的葡糖醛酸化會生成3種葡糖醛酸代謝產物，兩個為大黃酸的羥基葡糖醛酸，一個為大黃酸乙酰葡糖醛酸，該大黃酸乙酰葡糖醛酸也有一定反應活性[8]。由于大黃酸乙酰葡糖醛酸標準品難以獲得，并且因其反應活性并不穩定，建立大黃酸代謝活化研究的檢測方法較為困難。目前尚無大黃酸乙酰葡糖醛酸的定性與定量研究方法報道。因此，本實驗擬優化并建立大黃酸及其乙酰葡糖醛酸代謝物檢測方法，并應用于大黃酸體外肝臟代謝活化研究，為大黃酸的合理使用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

島津20A高效液相色譜儀，包括DGU- 20A在線脫氣機、LC- 20AD雙泵、SIL- 20A自動進樣器和CBM- 20A控制器。API 4000型四極桿串聯質譜儀(美國ABI公司)，配備電噴霧離子化源(ESI)。

大黃酸、大黃酸乙酰葡糖醛酸、金絲桃苷(純度>97.0%)購于成都普瑞科技有限公司，乙腈、甲酸(色譜純)購于美國默克公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 色譜檢測方法

色譜柱：AgelaVenusil XBP C18柱，(50×2.1 mm，3 μm)，流動相：0.1%甲酸水溶液(A)- 乙腈(B)，梯度洗脫(0～0.5 min，10% B;0.5～1.5 min，10%～30% B;1.5～6.0 min，30%～70% B;6.0～7.0 min 70%～100% B;7.0～8.0 min 100%～10% B;8～10 min，10% B);流速:0.3 ml·min-1;進樣量:5 μl。質譜采用電噴霧離子源(ESI)，負離子模式下以多反應監測方式(MRM)進行定量分析。電噴霧電壓(IS):4 500 V;離子源溫度(TEM):450 ℃;輔助氣1(GS1):55，輔助氣2(GS2):55;氣簾氣壓力(CUR):30；大黃酸、大黃酸乙酰葡糖醛酸和金絲桃苷的定量分析離子對分別為m/z 283.0→239.5，459.0→283.0和463.1→300.0。

1.2.2 方法專屬性考察

在高溫滅活微粒體配置的溫孵體系中同時加入大黃酸、大黃酸乙酰葡糖醛酸、金絲桃苷標準品，用3倍體積含有3%甲酸的甲醇沉淀蛋白后離心取上清后進樣。考察液相色譜- 串聯質譜儀(LC- MS/MS)法是否能夠分別將3種藥物從樣品中檢測到，以及在該方法下能否將3種藥物完全分離。

1.2.3 線性關系考察

在高溫滅活微粒體配置的溫孵體系中，稀釋系列濃度大黃酸(100、200、500、1 000、2 000、5 000、10 000、15 000、20 000、25 000 nmol·L-1)以及大黃酸乙酰葡糖醛酸(10、20、50、100、200、500、1 000、2 000、5 000 nmol·L-1)樣品溶液，加入內標溶液后，用3倍體積含有3%甲酸的甲醇沉淀蛋白并離心取上清后進樣。以化合物理論濃度為橫坐標，化合物與內標的峰面積比值為縱坐標，用加權(Weight=1/x2)最小二乘法進行回歸計算，得到標準曲線。

1.2.4 精密度與準確度考察

在高溫滅活微粒體配置的溫孵體系中，分別稀釋高、中、低3個濃度大黃酸樣品溶液(500、5 000、10 000 nmol·L-1)和大黃酸乙酰葡糖醛酸樣品溶液(50、500、1 000 nmol·L-1)，每個濃度樣品3份。加入內標溶液后，用3倍體積含有3%甲酸的甲醇沉淀蛋白并離心取上清，于同日內和連續3天分別測定。記錄色譜圖，計算藥物峰面積和內標峰面積的比值，代入當天的標準曲線求得實測濃度，計算日內、日間精密度。

用已知含大黃酸(200 nmol·L-1)或大黃酸乙酰葡糖醛酸(20 nmol·L-1)的樣品溶液作為基質溶液，加入大黃酸(終濃度500、5 000、10 000 nmol·L-1)和大黃酸乙酰葡糖醛酸儲備液(終濃度50、500、1 000 nmol·L-1)制成樣品溶液，分別測定基質溶液和所配樣品溶液中大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸的量，以測得樣品溶液和基質溶液的差值與加入量的百分比計算精密度。

1.2.5 大鼠肝微粒體溫孵體系反應條件優化

1.2.5.1 溫孵反應條件 分別取凍存大鼠肝微粒體(RLM)、人肝微粒體(HLM)融化后，以新鮮配制的50 mmol·L-1磷酸鹽緩沖溶液(含5 mmol·L-1MgCl2，20 μg·ml-1丙甲菌素，5 mmol·L-1D- 葡萄糖二酸- 1，4- 內酯)稀釋，并加入底物大黃酸，置37 ℃恒溫水浴預孵育10 min后加入2 mmol·L-1尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)啟動反應。

1.2.5.2 溫孵反應后樣品處理 分別配置含大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸的溫孵樣品，停止反應，加入內標溶液后分別向樣品種加入3倍體積的PBS、甲醇、含3%甲酸甲醇，離心去除蛋白取上清后在室溫下放置。分別在0、5、8、10、24、48 h后測定其中大黃酸以及大黃酸乙酰葡糖醛酸含量，選取合適樣品處理方法。

1.2.5.3 溫孵時間考察 取“1.2.5.1”項中RLM和HLM的溫孵體系，固定蛋白濃度分別為1.6 mg·ml-1(RLM)和1.0 mg·ml-1(HLM)，加入UDPGA后開始計時，于0 min、5 min、20 min、40 min、1 h、2 h、4 h、8 h后終止反應，加入內標溶液后用3倍體積含有3%甲酸的甲醇沉淀蛋白并離心取上清進行測定。以大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸對時間做非線性回歸曲線，即得孵育時間對大黃酸代謝的影響。

2 結 果

2.1 方法專屬性

在以上的實驗條件下，溫孵樣品的內源性物質均不干擾樣品的檢測。如圖1所示，大黃酸(rhein)的保留時間為5.6 min左右，大黃酸乙酰葡糖醛酸(RAG)的保留時間為4.3 min左右，內標金絲桃苷(IS)的保留時間為3.3 min左右，三者完全達到了基線分離，證實該液相方法對于檢測大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸專屬性良好。

Rhein：大黃酸；RAG：大黃酸乙酰葡糖醛酸；IS：內標金絲桃苷

圖1 大黃酸和大黃酸葡糖醛酸的LC- MS/MS色譜圖

2.2 線性范圍

大黃酸(100～25 000 nmol·L-1)和大黃酸乙酰葡糖醛酸(10～5 000 nmol·L-1)在各自的濃度范圍內線性關系良好，兩者的回歸方程如下：大黃酸：Y=0.049 7X-0.000 659，(r=0.998 5)；大黃酸乙酰葡糖醛酸：Y=0.000 195X-0.000 523，(r=0.998 4)。本實驗所建立的LC- MS/MS法可以對大黃酸及其代謝活化產物大黃酸乙酰葡糖醛酸進行有效分離及定量測定。

2.3 精密度與準確度

在所建立的LC- MS/MS檢測條件下，大黃酸與大黃酸乙酰葡糖醛酸的精密度和準確度，如表1所示。其中內日、日間的精密度都小于10.73%，加樣回收的準確度在95.8%～112.0%之間，結果顯示所建立方法具有良好的精密度與準確度。

表1 大黃酸與大黃酸乙酰葡糖醛酸檢測的精密度與準確度

物質濃度/nmol·L-1精密度(RSD)/%日間日內準確度/%大黃酸5001.279.29112.050004.0110.73110.2100003.846.71110.5大黃酸乙酰葡糖醛酸504.982.8795.85005.152.89101.110002.473.04106.1

2.4 溫孵樣品處理條件優化

大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸在溫孵的樣品溶液中用不同的溶劑處理后，其穩定性差異較大。如圖2所示，大黃酸在經PBS溶液、甲醇溶液以及含3%甲酸的甲醇溶液處理后，穩定性都較好，含量在48 h之內保持穩定。但是大黃酸乙酰葡糖醛酸在甲醇以及PBS溶液處理的樣品中穩定性較差，隨著時間的延長含量迅速下降。但在含3%甲酸的甲醇溶液處理的樣品中，大黃酸乙酰葡糖醛酸含量穩定，48 h后仍有95%以上保留在樣品中。結果顯示，大黃酸的肝微粒體代謝反應樣品應該用3%甲酸的甲醇溶液處理，保證活化代謝物的穩定性。

圖2 大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸在PBS、甲醇和含3%甲酸的甲醇溶液中的穩定性

2.5 溫孵時間優化

大黃酸在大鼠及人肝微粒體代謝體系中孵育不同時間后，其原型藥物大黃酸及其代謝活化產物乙酰葡糖醛酸的含量隨時間變化如圖3所示。在0～40 min內大黃酸原藥的減少以及乙酰葡糖醛酸的增加都呈線性關系，40 min后反應速度增加變慢。結果顯示40 min內的大黃酸代謝反應呈線性，可選擇40 min作為孵育時間。

A.人肝微粒體孵育體系(HLM)； B.大鼠肝微粒體孵育體系(RLM)

圖3 不同孵育時間后大黃酸和大黃酸乙酰葡糖醛酸的含量變化

2.6 大黃酸在人以及大鼠肝微粒體中的代謝

將大黃酸分別與大鼠與人肝微粒孵育40 min后，除大黃酸乙酰葡糖醛酸外，還生成兩個m/z 459.0→283.0的代謝產物，如圖4所示，提示這兩個代謝產物為大黃酸的羥基葡糖醛酸代謝產物。并且在人和大鼠肝微粒體中，產生活化代謝產物乙酰葡糖醛酸的比例存在明顯的種屬差異。在人肝微粒體中，大黃酸主要代謝路徑為活化代謝產物乙酰葡糖醛酸，而在大鼠肝微粒體中，大黃酸主要被代謝成沒有反應活性的羥基葡糖醛酸代謝產物。

3 討 論

有機酸類藥物可以經過葡糖醛酸化轉化為乙酰葡糖醛酸代謝產物，許多有機酸藥物的乙酰葡糖醛酸代謝產物具有反應活性[9]。乙酰葡糖醛酸可以進一步發生分子內遷移、糖醛酸開環、烷基化等反應，因此乙酰葡糖醛酸的反應活性。經過對樣品處理方法的優化，大黃酸乙酰葡糖醛酸在含3%甲酸的甲醇溶液處理過的樣品溶液中穩定性良好，可以用來進行代謝活化研究。

A.大黃酸與人肝微粒體孵育40 min樣品溶液； B.大黃酸與大鼠肝微粒體孵育40 min樣品溶液

圖4 大黃酸和大黃酸葡糖醛酸的LC- MS/MS色譜圖

大黃酸被證實在人肝微粒體中有較強的代謝活化，會生成大黃酸乙酰葡糖醛酸。臨床上許多有機酸類藥物的不良反應與其代謝活化相關，例如因不良反應被退市的阿氯芬酸、芐達酸、苯惡洛芬、芬氯酸[11]等。乙酰葡糖醛酸醛酸引起不良反應的機制是因其反應活性，與人體內蛋白質、DNA等生物大分子發生共價結合，破壞生物大分子的功能等。臨床上有關于服用富含大黃酸的大黃、何首烏引起肝毒性的報道[12- 13]，這可能與大黃酸的代謝活化相關。本實驗提供了檢測大黃酸代謝活化的方法，為今后研究大黃酸的代謝活化與臨床不良反應的關系提供了基礎。

在溫孵樣品的檢測中，除了大黃酸乙酰葡糖醛酸外，本實驗還檢測到兩個與大黃酸乙酰葡糖醛酸同樣離子對的代謝產物。兩者的質譜圖與大黃酸乙酰葡糖醛酸一致，這兩個代謝產物為兩個大黃酸的羥基葡糖醛酸(RG1，RG2)。其中RG1與內標并未完全分離，但是由于質譜的多離子反應監測，RG1和IS的監測離子對并不相同，因此兩者不會影響各自的檢測。

本研究結果顯示，大黃酸的葡糖醛酸化代謝途徑在大鼠和人肝微粒體中表現出明顯的種屬差異。在大鼠的肝微粒中主要代謝為兩個沒有反應活性羥基葡糖醛酸代謝產物，而在人肝微粒體中主要代謝為有反應活性的乙酰葡糖醛酸代謝產物，即代謝活化路徑。結果提示在人體中大黃酸的代謝活化較大鼠更為嚴重。

本實驗建立并驗證了肝微粒體體系中大黃酸及其代謝活化產物大黃酸乙酰葡糖醛酸的檢測方法，并揭示了大黃酸在人肝微粒中有較強的代謝活化。

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[13] National Library of Medicine. National Institutes of Health，U.S[EB/OL].http://livertox.nih.gov/ShouWuPian.htm

Study of the analytical method of rhein and its activated metabolites in liver microsome incubations

LI En- ze1，YUAN Yuan2，SHAO Hua3

(1.DepartmentofPharmacology，MedicalSchoolofSoutheastUniversity，Nanjing210009，China; 2.DepartmentofPharmacokinetics，CollegeofPharmaceuticalSciences，SoochowUniversity，Suzhou215123，China;3.DepartmentofPharmacy，ZhongdaHospital，SoutheastUniversity，Nanjing210009，China)

Objective： To optimize and establish an analytical method for determination of rhein and its activated metabolite， and further apply in the study of metabolic activation of rhein in liver microsomes. Methods: Incubation samples of liver microsomes was deproteinized by addition of methanol containing 3% formic acid. API 4000 LC- MS/MS was used to qualitatively and quantitatively determine rhein and rhein acyl glucuronide. Samples were analyzed on an Agela Venusil XBP C18column(50×2.1 mm， 3 μm)adopting a gradient elution. MRM mode in negative ionization was chosen and ion transitions were monitored as rhein， 283.0→239.5; rhein glucuronides， 459.0→283.0. Results: Rhein acyl glucuronide was not stable in PBS and methanol， but it was stable in the sample solution processed by methanol containing 3% formic acid. A good linearity of rhein and rhein acyl glucuronide was obtained in the range of 100-25 000 nmol·L-1and 10-5 000 nmol·L-1， respectively. Intra- and inter- day variations were <10.7% and great accuracies of95.8%-112% were achieved at the concentrations examined. The incubation time was optimized as 40 min. Conclusion: The established method is stable and applicable， and can be used for the determination of rhein and rhein acyl glucuronidations in human liver microsomes(HLM)and rat liver microsomes(RLM). Our study also provides experimental foundation for the further investigation of metabolic activation of rhein．

rhein; rhein acyl glucuronidations; metabolic activation; liquid chromathgraphy tandem mass spectrometry

2016- 05- 03

2016- 08- 04

李恩澤(1991-)，女，陜西咸陽人，在讀碩士研究生。E- mail:lienze0413@126.com

邵華 E- mail:gycsh@163.com

李恩澤，袁媛，邵華.肝微粒體孵育體系中大黃酸及其代謝活化產物的檢測方法研究[J].東南大學學報:醫學版，2016，35(6)：894- 899.

R969

A

1671- 6264(2016)06- 0894- 06

10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.06．013