复方拜颤停片5 种成分在帕金森病模型大鼠体内组织分布特征研究
2021-03-21卢芳张冶白宛鑫卢意吴娟刘树民
卢芳,张冶,白宛鑫,卢意,吴娟,刘树民
1.黑龙江中医药大学继续教育学院,黑龙江 哈尔滨 150040;2.黑龙江中医药大学研究生院,黑龙江 哈尔滨 150040;3.黑龙江中医药大学药物安全性评价中心,黑龙江 哈尔滨 150040;4.黑龙江中医药大学中医药研究院,黑龙江 哈尔滨 150040
帕金森病(Parkinson disease,PD)是一种多发于老年人的神经退行性疾病,主要表现为静止性震颤、肌肉僵直等,中晚期患者甚至出现神经错乱等临床症状,严重影响患者的生活质量。研究认为,PD主要由中脑黑质中多巴胺能神经元丢失,黑质内出现路易小体,α 突触蛋白表达量增加所致[1]。由于PD病因复杂、机制尚未阐明,目前尚无特效药物。
拜颤停复方为黑龙江中医药大学刘树民教授临床治疗PD 经验方复元平颤宁精简而成,由刺五加、白芍、钩藤的有效部位提取物组方。本课题组前期研究显示,拜颤停复方能增加PD 模型小鼠纹状体内多巴胺含量[2],改善PD 模型小鼠行为学变化,且具有抗炎、抗氧化及清除自由基等作用[3-4],并优化得到组方药物的最佳配伍比例及片剂处方[2,5]。药物口服入体后,活性成分经循环系统到达组织器官,其组织分布特征不仅与药物本身的理化性质有关,还与药物和组织的亲和力有密切关系。笔者在查阅相关文献[6-11]基础上,以刺五加主要有效成分异嗪皮啶、紫丁香苷、刺五加苷E,白芍主要有效成分芍药苷,以及钩藤主要有效成分异钩藤碱,作为复方拜颤停片的代表性成分,利用超高效液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS)研究5种成分在PD模型大鼠体内各脏器的分布特征,为复方拜颤停片的后续研究提供依据。
1 仪器、试药与动物
API4000 液质联用仪(美国Waters 公司),配有电喷雾离子源(ESI),分析软件MassLynx4.0;Acquity TH UPLC 超高效液相色谱仪(美国Waters 公司);ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱(美国Waters 公司);KDC-160HR 高速冷冻型离心机(科大创新有限公司);WHL 微型涡旋混合仪(上海沪西分析仪器厂有限公司);ME235S 电子分析天平(德国Sartourious公司);MTN-2800 氮吹仪(Auto Science 公司)。
对照品紫丁香苷(批号110873-201012,纯度94.9%)、异嗪皮啶(批号110673-201105,纯度99.2%)、刺五加苷E(批号110736-201006,纯度98.1%)、芍药苷(批号110482-201009,纯度97.4%)、异钩藤碱(批号110284-201102,纯度98.4%)、葛根素(批号110752-201012,纯度95.5%),中国食品药品检定研究院。复方拜颤停片,本课题组联合世一堂制药厂制备,批号1905307,片重0.4 g,含异嗪皮啶0.20%、紫丁香苷0.66%、刺五加苷E 0.13%、芍药苷7.08%、异钩藤碱0.52%。甲醇(色谱级,美国Fisher 公司),乙腈(色谱级,美国Fisher 公司),甲酸(色谱级,美国ROE Scientific 公司),1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP,上海德默医药科技有限公司,批号20141019,规格100 mg),水为娃哈哈纯净水。
SD 雄性大鼠36 只,SPF 级,体质量(200±20)g,购于黑龙江中医药大学实验动物中心,动物许可证号SCXK(黑)2019-0001,于屏障环境动物室内标准条件饲养,适应性饲养1 周后开始实验。
2 方法与结果
2.1 动物给药与样本采集
大鼠腹腔注射MPTP(30 mg/mL),连续7 d,制作PD 模型[12],以四肢僵直、竖毛、爬杆时间延长、自主活动减少为成模标准。随机取30 只成模大鼠,灌胃给予复方拜颤停片926 mg/kg(根据预实验结果确定)。给药前禁食过夜,自由饮水。分别于给药后1、6、8、10、24 h 随机取6 只大鼠处死,摘取肝、心、脾、肺、肾、小肠及脑组织,用生理盐水洗去残血,滤纸吸干后称定质量。取各组织0.5 g,按组织∶生理盐水=1∶2(g∶mL)加入生理盐水,手动匀浆,得到组织匀浆样品,-80 ℃冰箱保存,备用。
2.2 样品前处理
组织匀浆样品室温融化,15 000 r/min 离心10 min,取上清液适量,加入乙腈沉淀蛋白,15 000 r/min 离心10 min,吸取上清液,于氮吹仪下37 ℃吹干,残渣用等体积乙腈复溶,涡旋10 min,4 ℃、15 000 r/min离心10 min,取上清液适量,进行UPLC-MS 分析。
2.3 工作液配制
分别精密称取紫丁香苷、异嗪皮啶、刺五加苷E、芍药苷、异钩藤碱对照品各1 mg,用甲醇溶解,制成浓度均为0.1mg/mL的对照品溶液,4℃冰箱保存备用。分别精密移取上述对照品溶液50μL,用甲醇配制成浓度均为5、2.5、1.25、0.625、0.313、0.156、0.078、0.039μg/mL的系列混合对照品溶液,4℃冰箱保存备用。
精密称取葛根素对照品0.39mg,用甲醇溶解,制成7.8μg/mL 的葛根素标准工作液,作为内标溶液,4℃冰箱保存备用。
2.4 色谱条件
色谱柱为ACQUITY UPLCBEH C18(2.1mm×50mm,1.7μm),柱温为室温(22~24℃),流速0.3mL/min,以甲醇(A)和0.1%甲酸-水(B)为流动相,梯度洗脱(0~2min,0%~20%A;2~10 min,20%~80%A;10~12min,80%~20%A)。
2.5 质谱条件
采用ESI;芍药苷用负离子检测,其余成分均用正离子检测;扫描方式为多反应监测模式(MRM);喷雾电压4500V,金属毛细管压力3kV,锥孔电压50V,离子源温度100℃,脱溶剂气流量800L/h,锥孔气流量80L/h。用于定量分析的离子对:异嗪皮啶m/z223→162,紫丁香苷m/z 395→232,刺五加苷E m/z 765→603,芍药苷m/z525→449,异钩藤碱m/z385→160,葛根素m/z 417→267。
2.6 方法学考察
2.6.1 专属性考察
取空白组织样品、空白组织样品+对照品+内标、给药1h组织样品+内标,按“2.2”项下方法处理,按“2.4”“2.5”项下条件进样检测。脑组织样品检测结果见图1。空白脑组织样品+对照品+内标溶液中异嗪皮啶、紫丁香苷、刺五加苷E、芍药苷、异钩藤碱、葛根素(内标)的保留时间分别为4.14、2.79、4.32、3.74、4.46、3.56min,给药1h 脑组织样品上述各成分的保留时间分别为4.23、2.88、4.37、3.79、4.64、3.60 min。可以看出,组织中内源性物质不干扰目标成分的测定。
图1 PD模型大鼠脑组织中5种成分提取离子流图
2.6.2 标准曲线和定量限
分别精密吸取PD 模型大鼠肝、心、脾、肺、肾、脑、小肠组织匀浆样品100 μL,加入“2.3”项下系列混合对照品溶液100 μL,再加入100 μL 内标溶液,按“2.2”项下方法处理,按“2.4”“2.5”项下条件进样分析,各成分标准曲线回归方程见表1。在测定的浓度范围内,各目标成分在各组织中的线性关系均良好。各目标成分的线性范围均为13~1667 ng/mL,定量限均为13 ng。
表1 PD 模型大鼠各组织中5 种成分线性关系考察结果
2.6.3 提取回收率与基质效应
分别精密吸取 PD 模型大鼠脑组织匀浆样品100 μL,依次加入低、中、高浓度混合对照品溶液100 μL,再加入100 μL 内标溶液,按“2.2”项下方法处理后进样分析,得到响应值A;取脑组织样品,按“2.2”项下方法处理,再加入混合对照品溶液和内标溶液,进样分析,得到响应值B;取溶剂为乙腈的对照品溶液进样分析,得到响应值C。同时测定5 个平行样品,计算提取回收率(A/B×100%)和基质效应(B/C×100%)。在脑组织样品中,各目标成分在低、中、高浓度下的提取回收率及基质效应见表2。在其他组织(心、肝、脾、肺、肾、小肠)样品中,各目标成分在不同浓度下的的提取回收率及基质效应为80%~105%,RSD 均小于15%,表明各目标成分在各组织中提取回收率高,重复性好,且各组织对目标成分无基质效应干扰,不影响该方法的准确性与重现性。
表2 PD 模型大鼠脑组织中5 种成分提取回收率和基质效应(%,n=5)
2.6.4 精密度试验
分别精密吸取PD 模型大鼠脑组织样品100 μL,依次加入低、中、高浓度的混合对照品溶液100 μL,分别按“2.2”项下方法处理,按“2.4”“2.5”项下条件进样分析,每一浓度5 个平行样品,连续测定3 d。大鼠脑组织样品中,各目标成分在低、中、高浓度下日内精密度及日间精密度的相对标准偏差(RSD)、相对误差(RE)均在±15%之内,见表3。在其他组织(心、肝、脾、肺、肾、小肠)样品中,各目标成分在不同浓度的日内精密度及日间精密度RSD、RE均在±15%之内,表明精密度良好。
2.6.5 稳定性试验
按“2.3”项下方法制备低、中、高浓度质控样品,考察室温放置4 h(短期稳定性)、-20 ℃存放4 周(长期稳定性)、在自动进样器中室温放置12 h(制备后稳定性)、-20 ℃取出后于室温融化并反复冻融3 次(冻融稳定性)的回收率和RSD,脑组织样品中5种成分的稳定性试验结果见表4。在其他组织(心、肝、脾、肺、肾、小肠)样品中,不同浓度质控样品在上述4 种环境中的回收率RSD 为1.79%~9.04%。结果表明,在各组织(心、肝、脾、肺、肾、小肠、脑)中,5 种目标成分在各种条件下的稳定性均良好。
2.7 组织分布试验
PD 模型大鼠给药后各成分在不同时间点的组织分布浓度见表5。可以看出,给药后6 h 各成分的组织分布浓度最高,分别于1、8 h 在小肠中出现2 个高峰。除小肠外,给药后6 h,大鼠体内异嗪皮啶的组织分布为肾>脾>心>肝>脑>肺,紫丁香苷为肾>脑>肺>脾>肝>心,刺五加苷E 为肾>脾>脑>肺>心>肝,芍药苷为肾>肝>脾>心>脑>肺,异钩藤碱为肾>肝>脾>心>脑>肺。
表3 PD 模型大鼠脑组织中5 种成分精密度试验结果(n=5)
表4 PD 模型大鼠脑组织中5 种成分稳定性试验(%,n=5)
表5 PD 模型大鼠给药后不同时间5 种成分组织分布浓度(,μg/mL,n=6)
表5 PD 模型大鼠给药后不同时间5 种成分组织分布浓度(,μg/mL,n=6)
3 讨论
药物在机体组织中的分布特征是药代动力学的主要研究内容之一,通过了解药物的组织分布情况,可进一步明确其作用靶点,为新药安全性评价等奠定基础[13]。PD 属中医学“颤证”范畴,其病机多为脾之化源不足,肝肾亏虚,导致筋脉拘挛、虚风内动,治疗以补益肝肾为主[14-15]。在复方拜颤停片中,白芍代表成分芍药苷和钩藤代表成分异钩藤碱均在肝、肾中浓度较高,刺五加代表成分异嗪皮啶、刺五加苷E和紫丁香苷均在肾、脾中浓度较高,可见,刺五加、白芍、钩藤三药配伍可协同调理肝、肾、脾三脏,达到熄风止颤目的。
本研究建立了UPLC-MS 测定大鼠肝、心、脾、肺、肾、脑及小肠组织中复方拜颤停片有效成分异嗪皮啶、紫丁香苷、刺五加苷E、异钩藤碱和芍药苷含量的方法,具有准确性、专属性。给药后目标成分在PD 模型大鼠体内组织分布情况显示,各成分在小肠中分别于1、8 h 出现2 个高峰,测定时间内在肝与小肠中的变化趋势相反,推测可能存在肝肠循环。此外,异嗪皮啶、紫丁香苷、刺五加苷E、芍药苷和异钩藤碱均在肾脏中含量最高,可能由于这5 种成分均主要通过肾脏代谢。
PD 主要由于多巴胺能神经元损伤,纹状体内多巴胺浓度下降,进而引起大脑兴奋和抑制的神经反馈调节失衡[16]。本研究结果显示,在脑组织中,紫丁香苷与芍药苷分布浓度较高,刺五加苷E、异嗪皮啶和异钩藤碱也有不同程度分布,表明这5 种成分均能通过血脑屏障,作用于脑,进而发挥其治疗作用。刺五加归脾、肾、心经,白芍归肝、脾经,钩藤归肝、心包经,本研究结果与药物归经不完全一致,可能由于中药具有多成分、多靶点的特性,某个药物单体成分并不能完全显示该药的归经,且药物配伍也可能影响其归经。
综上,本研究对复方拜颤停片在PD 模型大鼠体内的组织分布情况进行研究,可为其药效物质基础研究及新药开发提供重要依据。