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目的:临床上中草药与其他药物联合用药引发的药物相互作用已经引起国内外学者的重视。据统计,超过30%的药物不良反应是由药物相互作用引起的。中草药与其他药物联合使用时,可能通过诱导或抑制药物代谢酶和外排转运蛋白,使血药浓度改变,药效增强甚至产生不良反应,或者疗效减弱甚至治疗失败,从而产生药物相互作用。因此,药物代谢酶和外排转运蛋白是产生药物相互作用的重要靶点。随着中药的广泛使用,研究报道中草药对药物代谢酶和外排转运蛋白的影响已经越来越多。对于临床广泛应用的黄芪(Astragaliradix,HQ),研究证明具有增强机体免疫功能,保肝,抗癌,神经保护,抗衰老,抗应激,舒张血管,较广泛的抗菌,抗病毒等广泛的药理活性,近年来被广泛用于药品和保健品开发。然而,黄芪及其活性成分对机体药物代谢酶和外排转运蛋白的影响尚未有系统报道;临床上黄芪和其他底物药物联用时,是否可能发生药物代谢酶和外排转运蛋白介导的药物相互作用同样无报道。基于以上研究资料,本论文旨在研究黄芪及其主要活性成分黄芪甲苷(Astragaloside Ⅳ,AS-Ⅳ)、毛蕊异黄酮(Calycosin,CS)、芒柄花黄素(Formononetin,FMNT)对药物代谢酶和外排转运蛋白的调控作用及机制,以预测临床上可能发生的药物相互作用,为临床合理使用黄芪提供参考依据。方法:1.HQ,AS-IV,CS,FMNT对药物代谢酶和外排转运蛋白的调控作用采用 Western blot 和 Real-time RCR,分别检测不同浓度 HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT处理HepG2细胞96h对Ⅰ相药物代谢酶(CYP3A4,CYP2B6,CYP2E1),Ⅱ相药物代谢酶(UGT1A,UGT1A6,SULT1A1 和 SULT1A3)和外排转运蛋白(P-gp,MRP2,BCRP,MRP1,MRP3)蛋白和基因表达水平的调控作用。2.HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT对P-gp的调控及机制研究采用荧光探针底物结合流式细胞术,检测不同浓度HQ,AS-Ⅳ,CS和FMNT对HepG2细胞中P-gp外排活性和细胞内线粒体质量的影响;采用荧光素化学发光法,考察HQ,AS-Ⅳ,CS和FMNT对HepG2细胞内ATP含量的影响;通过荧光素酶报告基团技术,采用转染ARE荧光素酶基因的HepG2-C8细胞系,考察HQ,AS-Ⅳ,CS和FMNT对ARE荧光活性的影响。结果:1.HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT对Ⅰ相药物代谢酶的调控作用HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT均能不同程度调控Ⅰ相药物代谢酶(CYP3A4,CYP2B6,CYP2E1)蛋白和基因水平。HQ显著上调CYP3A4,CYP2B6,CYP2E1的蛋白和基因水平;AS-Ⅳ显著增加CYP3A4和CYP2E1的基因水平;CS显著增加CYP3A4,CYP2B6的蛋白水平,对CYP3A4,CYP2B6,CYP2E1的基因水平均有明显上调;FMNT明显诱导CYP3A4蛋白水平,降低CYP2E1的蛋白水平,FMNT显著上调CYP3A4,CYP2E1的基因水平。2.HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT对Ⅱ相药物代谢酶的调控作用HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT相代谢酶((UGT1A,UGT1A6,SULT1A1和和SULT1A3)的蛋白和基因水平具有不同调控作用。HQ显著上调UGT1A的蛋白水平,降低UGT1A6,SULT1A1 的蛋白水平,上调 UGT1A,UGT1A6,SULT1A1,SULT1A3 的基因水平;AS-Ⅳ显著诱导UGT1A的蛋白表达;CS显著上调UGT1A,SULT1A1的蛋白水平,降低SULT1A3的蛋白表达;上调UGT1A,SULT1A1,SULT1A3的基因水平;FMNT诱导UGT1A蛋白表达,抑制SULT1A1和SULT1A3的蛋白表达,FMNT显著上调UGT1A,UGT1A6,SULT1A1和SULT1A3的基因水平。3.HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT对外排转运蛋白的调控作用HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT可显著调控外排转运蛋白(P-gp,MRP2,BCRP,MRP1,MRP3)的蛋白和基因水平。HQ显著上调P-gp,MRP2,BCRP和MRP3的蛋白和基因水平,降低MRP1的蛋白表达水平,上调MRP1的基因水平;AS-IV诱导P-gp,MRP1和MRP3的蛋白水平,在25,50μM明显降低BCRP的蛋白水平;CS显著上调P-gp,MRP2和MRP3的蛋白和基因水平,抑制BCRP的蛋白水平;FMNT显著上调P-gp,MRP2,MRP1和NRP3的蛋白和基因水平。4.HQ,AS-Ⅳ,CS,FMNT对P-gp的调控及机制研究HQ,AS-Ⅳ,CS和FMNT显著降低HepG2胞内Rh123荧光强度,表明HQ,AS-Ⅳ,CS和FMNT均可增强HepG2细胞中P-gp外排活性;HQ,AS-Ⅳ,CS和FMNT可升高HepG2细胞ATP水平;HQ可上调HepG2线粒体质量,表明其可能增强HepG2胞内线粒体功能;HQ,CS和FMNT可上调ARE-荧光素酶的活性,表明HQ,CS和FMNT可激活Nrf2通路。结论:HQ,AS-Ⅳ,CS和FMNT可显著调控药物代谢酶和外排转运蛋白的表达水平。HQ的调控作用明显强于单体AS-Ⅳ,CS,FMNT。深入机制研究发现黄芪可能通过增强线粒体功能,促进ATP生成水平,从而有效提高P-gp的外排活性。同时,HQ,CS和FMNT可通过激活Nrf2/ARE通路,从转录水平上调P-gp的基因表达。基于本研究结果,当黄芪和其他底物药物联用时,可能发生基于药物代谢酶和外排转运蛋白的药物间相互作用。因此,临床上在黄芪联合用药的过程中,需密切关注,以防药物相互作用引起的不良反应的发生。