膜片钳和电化学实验技术在血竭单体化学成分龙血素B研究中的应用

摘要

对中药和天然药物的研究，特别是对其进行药效物质基础和作用机理研究是中药现代化进程中的关键问题之一，也是揭示中药的科学本质、开发创新药物的基础性工作。 血竭是我国的传统名贵中药之一，在防止心血管疾病、治疗风湿疼痛症、抗癌等方面开发利用潜力大。然而，目前对血竭药理作用机理的研究大多集中在其活血化淤方面，为数不多的血竭镇痛作用机理的研究也与其抗菌消炎止痛有关。由于血竭是一种中药，其化学成分复杂，要想从分子水平上来解释它的各种药理效应，理应阐明它的药效物质。针对当前中药现代化进程中中药药理研究普遍存在的问题，即中药药理的研究对象到底是作为整体的中药还是单个化学成分；怎样更好的表达、分析和检测中药的药理效应和它的有效成分的药理效应；系统研究了传统名贵中药血竭中的一种重要成分――龙血素B。运用不同的研究手段分析了血竭产生镇痛作用的药理机制及其药理效应，将中药血竭本身与其化学成分的研究统一起来，确定了血竭干预痛觉信息中枢传入的药效物质并且探讨了这种药效物质在人工模拟生物膜――水/1,2二氯乙烷界面上的转移机制，并将此研究作为中药现代化中有效成分确定和药理机制深入研究的一个例证。 本文首先应用全细胞膜片钳技术观察了龙血素B对小鼠三叉神经节细胞河豚毒素敏感型(TTX-S)和河豚毒素不敏感型(TTX-R)两类电压门控钠通道电流的影响。结果显示，龙血素B对两种类型钠通道电流均有浓度依赖性抑制，并且影响钠通道电流的失活过程，而对其激活和复活过程无明显的影响，这就表明，这种抑制作用发生在钠通道的失活态而非激活态。这个结果与本实验室以前对血竭所作的研究结果相比具有一致性，充分说明了龙血素B是血竭调制电压门控钠通道电流的有效成分。 为了进一步确定血竭产生上述镇痛效应的药效物质――龙血素B的药理机制，本文又采用电化学方法对其药效物质龙血素B进行循环伏安研究，进而对其电化学性质以及在液/液界面的转移机制进行探讨。由于在生理pH条件下，许多具有生物活性的化合物或者药物通常是可以离子化的，而且他们可以以中性形式或者离子形式存在于该pH环境中,或者两种形式共存于该pH环境中。通过对这些药物在油/水界面的循环伏安研究可以得到有关这些药物的生物学意义的物理化学特性，比如药物的中性形式和离子形式在有机相和水相间的分配系数。结果表明，中性的酸性药物可以通过界面质子化反应来降低质子的吉布斯自由能，即通过两种机理(TIC和ACT)来实现中性药物从水相进入到膜相中。因为生物体系中质子的浓度是被严格控制的，这两个机理在药物学研究中具有重要的意义。另外，通过测量药物在液/液界面(本文中的液液界面是水/1，2二氯乙烷)体系中的分配系数，使我们能更好地理解可质子化药物是如何加速水相中的质子向其他介质(细胞膜)转移的，这就为药物研究提供了一种解释生物环境中pH调节剂的行为有效的方法。 综上所述，建立中药药效物质的现代化研究――有效成分的确定和对其有效成分的进一步探讨，并将此结果与本实验室以前的结果相比较，确定龙血素B是血竭调制TG细胞电压门控性钠通道电流，产生头面部镇痛效应的主要有效成分。为了进一步的对这种有效成分进行深入的考察，采用电化学循环伏安法对其进行液/液界面上转移机制的研究。通过不同pH值条件下的循环伏安图计算出龙血素B在水/1,2－二氯乙烷界面上转移的标准离子分配系数、标准离子转移电位和标准吉布斯自由能等，据此可以判定药物是以哪种形式在液/液界面上发生转移反应的以及这种药物亲脂性的大小。这种药物转移机理的研究对于更好的理解液/液界面的结构和药物的释放以及药物的药理、药效作用都具有非常重要的意义。 本研究不仅有利于中药血竭的进一步推广，而且为其二次开发和现代化应用提供可靠的依据，并为现代中药药理学研究提供一个可以借鉴的方法。