无肝状态下大鼠芬太尼的代谢及小肠组织CYP3A1酶表达变化的研究

摘要

研究背景： 芬太尼是临床肝移植手术中最常用的强效麻醉性镇痛药，主要在肝脏代谢，代谢产物与约10％的原形药由肾脏排出。肝移植手术中在无肝期失去肝脏的主要代谢作用后，芬太尼的代谢会受到怎样的影响，影响其代谢的因素是什麽，通过哪种途径产生影响，目前对这方面的报道较少。细胞色素P450(cytochromeP450)属于血红素蛋白基因超家族，编码-系列代谢酶系统，参与各类不同结构亲脂性化合物的生物转化，增强代谢物水溶性，利于其排出体外，从而降低外源化合物对机体靶器官的毒性效应。在CYP超家族中，涉及芬太尼代谢的CYP3A亚家族成员为CYP3A4(人)，其在大鼠体内的同源蛋白为CYP3A1/2。肠内CYP450酶主要为CYP3A4亚族，分布于上皮细胞。已有的研究证实，肠内CYP3A与肝脏中的CYP3A酶cDNA序列一样。将芬太尼代谢酶表达活性的改变与药代动力学特征相结合有助于深入了解无肝期芬太尼代谢的特征，为临床用药提供参考。 目的： 本实验以大鼠为动物模型，小肠为研究对象，解剖分离并阻断肝门，模拟临床肝移植无肝期，观察入肝血流阻断前后芬太尼血药浓度的变化，计算其代谢的相关参数；观察细胞色素P450酶系中芬太尼代谢相关cYP3A1酶活性的变化，并通过RT-PCR和Western-blot技术观察CYP3A1基因、蛋白的表达和变化，为初步探讨芬太尼无肝状态下的代谢途径及作用机制提供依据。 材料和方法： 实验分为三部分： 1.无肝状态下大鼠芬太尼血药浓度的变化。采用芬太尼标准品(1g/ml，纯度99.9％)，通过高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)分析仪，制备大鼠芬太尼血药浓度标准曲线，建立微量血样检测芬太尼浓度的实验方法。sPF级雄性大鼠25只，5只用于建立芬太尼标准曲线，其余随机分为对照组(A1)和处理组(A2)(每组10只)，大鼠麻醉后，处理组阻断入肝血流，夹闭肝门，两组均由右侧颈深静脉置入24＃静脉留置针，用于采血；右股静脉切开，置入24＃静脉留置针，A1组直接，A2组于夹闭肝门后静脉注射芬太尼(20μg/kg)，分别于注药后1、2、3、5、10、15、20、30、45、60、70、90min等时间点由颈静脉各采血0.5ml，同时回输等量乳酸林格液。采用LC-MS/MS方法检测各时相点血药浓度，并应用DAS2.0药代动力学软件测算芬太尼的消除半衰期、清除率、表观分柿容积和药-时曲线下面积。 2.芬太尼代谢相关CYP3A1酶活性的研究。30只SPF级雄性大鼠随机分为3组，每组10只，B1为对照组，B2为阻断肝门30min组，B3为阻断肝门60min组。大鼠麻醉后，B1组直接，B2、B3组分别在相应时间点纵行开腹，截取距胃幽门4cm处小肠组织，采用免疫荧光比色法定量检测各实验组酶活性的变化。 3.阻断肝门后芬太尼代谢相关CYP3A1在小肠表达和变化的研究。将大鼠分为三组，正常对照(C1)组、阻断肝门30min(C2)组、阻断肝门60min(C3)组，n=10，大鼠小肠组织采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)检测各实验组CYP3A1mRNA的表达；免疫印迹(Western-blot)技术检测各实验组CYP3A1蛋白的表达。 结果： 1.在选定的色谱条件下，测得芬太尼色谱图被测物与内标物两者峰形良好，分离完全，无杂质峰干扰，芬太尼及内标的保留时间良好；芬太尼标准曲线方程为y=0.0156x+0.0072(r=0.9997)，大鼠体内芬太尼最低检测浓度为0.5ng/ml，检测方法精密优良。 2.在阻断肝门的情况下，单次剂量注射芬太尼后其血药浓度仍呈下降趋势，但下降速度减缓，尽管消除半衰期明显延长，药-时曲线下面积明显增大，但清除率、表观分布容积无显著变化。 3.阻断肝门后小肠组织CYP3A1酶活性比阻断肝门前增强，差异具有统计学意义(P＜0.05)，阻断肝门30min和阻断肝门60min相比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 4.CYP3A1酶mRNA和蛋白的表达水平阻断肝门后30min和60min均高于阻断肝门前，具有统计学差异(P＜0.05)，阻断肝门30min和阻断肝门60min相比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 结论： 1.本实验建立的微量血样检测芬太尼血药浓度的方法特异性强，日间同内变异小，线性范围广，简便准确。 2.无肝期芬太尼的代谢特点为血药浓度下降缓慢，Vd、CL无明显改变，T1/2β延长，AUC明显增大。 3.肝脏是芬太尼代谢的主要器官，无肝状态下芬太尼可能存在有其他代谢途径。 4.小肠组织芬太尼代谢相关CYP3A1酶活性在无肝期明显增强，可能为无肝状态下，芬太尼肝外代谢的机制之一。 5.小肠组织芬太尼代谢相关CYP3A1酶mRNA的表达和蛋白的表达在无肝期均增强，可能是使CYP3A1酶含量增多，促进芬太尼在小肠代谢的分子机制之一。同时酶含量增多，活性增强可能是芬太尼无肝状态代谢特点形成的原因之一。

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英文文摘

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前 言

第一部分大鼠无肝状态下芬太尼血药浓度变化的研究

材料与方法

结 果

讨 论

第二部分无肝状态下大鼠小肠组织CYP3A1酶活性变化的研究

材料与方法

结 果

讨 论

第三部分无肝状态下大鼠小肠组织CYP3A1酶mRNA和蛋白表达和变化的研究

材料与方法

结 果

讨 论

全文讨论

全文结论

致 谢

照 片

参考文献

文献综述细胞色素P4503A研究进展

攻读硕士学位期间发表的文章