种系、饮食与时辰对肠道葡萄糖转运体药物转运能力影响的初步研究

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口服给药是最常用的给药途径之一,具有安全、方便、经济等优点。口服药物的吸收部位主要为肠道,在肠道高表达的葡萄糖转运体是最常见的药物转运体之一,可应用于口服给药系统的设计中,从而促进药物的吸收,提高生物利用度。目前葡萄糖转运体药物转运能力的相关生物影响因素知之甚少,种系、饮食与时辰等可能会影响葡萄糖转运体药物转运能力的生物因素尚未有相关研究报道。天麻素(Gastrodin)为水溶性小分子药物,难以通过被动扩散吸收。天麻素在肠道可经葡萄糖转运途径吸收,并且是现有报道中经此途径吸收口服生物利用度最高(86.1%)的药物,由此可见,天麻素是葡萄糖转运体药物类的典型底物,可作为工具药物进行肠道葡萄糖转运体药物转运能力的研究。本文以天麻素为工具药物,考察种系、饮食与时辰对肠道葡萄糖转运体药物转运能力的影响,填补肠道葡萄糖转运体在生物影响因素方面的认知空白。首先,通过天麻素的体内药动学实验与在体单向肠灌流实验考察种系、饮食与时辰对肠道葡萄糖转运体药物转运能力的影响,并在Caco-2细胞转运模型上考察饮食对葡萄糖转运体药物转运能力的影响。随后,通过RT-qPCR实验与Western blot实验对葡萄糖转运体进行表达测定,探讨动物肠道葡萄糖转运体在不同影响因素下的表达规律,以及Caco-2细胞节律模型中葡萄糖转运体的节律性表达。根据葡萄糖转运机制,肠道葡萄糖转运体的转运活性依赖于血糖与Na+浓度,因此本文还考察了血糖与肠组织中Na+浓度在不同影响因素下的变化。最后,采用H&E染色实验考察饮食对大鼠肠道组织形态的影响。天麻素体内药动学与在体单向肠灌流实验结果表明,种系、饮食与时辰对肠道葡萄糖转运体药物转运能力存在显著影响:Wistar大鼠肠道葡萄糖转运体药物转运能力高于SD大鼠,KM小鼠肠道葡萄糖转运体药物转运能力高于C57小鼠;高糖及高盐会促进Caco-2细胞中葡萄糖转运体的药物转运能力,高蔗糖与高盐饮食均会增加大鼠肠道葡萄糖转运体药物转运能力;空腹条件下,早晚6点的大鼠肠道葡萄糖转运体药物转运能力高于早晚12点。RT-qPCR与Western blot实验结果表明,种系和饮食影响肠道葡萄糖转运体表达,且SD大鼠与C57小鼠肠道葡萄糖转运体的表达更接近于人;此外,肠道葡萄糖转运体在大鼠中无显著的时辰表达差异,但SGLT1及GLUT2在Caco-2细胞节律模型上存在节律性表达。血糖测定实验结果表明,血糖的时辰变化与肠道葡萄糖转运体药物转运能力的时辰变化呈显著的负相关。肠组织中Na+浓度测定实验结果表明,肠组织中Na+浓度比较稳定。H&E染色实验表明,饮食干预的大鼠肠道组织形态未发生明显病变。综上所述,本文的研究结果表明:1.由于肠道葡萄糖转运体表达存在种系差异,因此其药物转运能力存在种系差异,且SD大鼠与C57小鼠的肠道葡萄糖转运体表达更接近于人;2.高蔗糖和高盐饮食通过增加肠道葡萄糖转运体表达而增加药物转运能力;3.由于空腹血糖存在时辰差异,因此空腹条件下肠道葡萄糖转运体药物转运能力存在时辰差异。由此可见,本文为基于葡萄糖转运途径肠吸收药物的药动学动物模型选择、合理用药与口服药物递送系统的设计与开发提供了科学依据。
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