噁喹酸、环丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆体内的药代动力学及其代谢酶基因CYP3A的克隆与表达分析

摘要

噁喹酸、环丙沙星和磺胺二甲嘧啶是水产养殖中常用的抗菌药,细胞色素P450是参与生物体内药物代谢的主要酶类,尤其是其中的CYP3A代谢药物的种类最多,其功能主要代谢抗菌药物和抗病毒药物。本文通过这三种药物在大菱鲆体内的药代动力学规律的研究,得到药物的合理给药方案,并探索了药物代谢与CYP3A的表达和酶活的关系,为临床合理用药提供理论依据。研究分为三部分:
　　第一部分是采用高效液相色谱法,研究了(24.5±0.2)℃水温条件下单次静注和口服给药后噁喹酸在健康大菱鲆体内的代谢动力学规律。结果显示,大菱鲆单次口服噁喹酸(20mg/kg)后,药物在血浆中经时过程符合一级吸收二室开放模型,表达方程为 C口服=2.059e-0.062t+0.645e-0.023t-2.704e-0.202t,单次静注噁喹酸(10mg/kg)后,药物在血浆经时过程符合无级吸收二室开放模型,表达方程为 C静注=12.284e-0.144t+0.284e-0.027t。血浆中的主要药动学参数,静注的t1/2α(4.813h)、t1/2β(25.441h)、tmax(0.083h)均小于口服给药(11.26h、30.212h、6h)。结果表明,静注噁喹酸在大菱鲆体内的吸收、消除速度,达峰时间均快于口服给药。根据本实验的结果,噁喹酸的合理给药方案为:建议口服给药按鱼体重21.41 mg/kg,每日1次给药,连用5—7天。
　　第二部分是采用高效液相色谱法,在(23.1±0.8)℃水温条件下,对环丙沙星和磺胺二甲嘧啶两种抗菌药物在健康大菱鲆体内的代谢动力学规律进行了比较研究。结果显示,单次口服环丙沙星和磺胺二甲嘧啶后,药物在血浆中的经时过程均符合一级吸收二室开放模型,表达方程分别为 CCIP=14.811e-0.337t+4.028e-0.063t-18.839e-0.616t、CSM2=64.981e-0.141t+4.59e-0.004t-69.571e-0.19t;静脉注射这两种药物后,药物在血浆中经时过程均符合无级吸收二室开放模型,表达方程分别为CCIP=21.784e-1.098t+1.514e-0.043t、CSM2=33.028e-5.687t+8.674e-0.013t。口服相同剂量(20mg/kg)药物后,对血浆的药代动力学参数进行比较,环丙沙星的Tmax(6h)、Cmax(5.385μg/mL)、t1/2Ka(1.125h)、t1/2α(2.057h)和t1/2β(11.028h)均小于磺胺二甲嘧啶给药(8h、13.990μg/mL、3.647h、4.923h和173.407h),且 F(60.57％)大于磺胺二甲嘧啶给药 F(47.13%)。证实环丙沙星在大菱鲆体内的吸收、分布、消除速度,达峰时间均快于磺胺二甲嘧啶给药,且比磺胺二甲嘧啶给药吸收完全。根据本实验的结果,环丙沙星和磺胺二甲嘧啶的合理给药方案分别为28.01mg/kg和18.32mg/kg,均为每日1次给药,连用3~5 d。
　　第三部分是应用RT-PCR以及RACE技术,克隆大菱鲆(Scophthalmus maximus)细胞色素 P450(CYP3A)基因,用相应的软件进行分析,并用荧光定量 RT-PCR和酶标仪研究分析大菱鲆 CYP3A基因在组织中表达分布,以及经磺胺二甲嘧啶口服给药后肝脏中的表达变化情况以及 CYP3A的标志性酶红霉素-N-脱甲基酶(ERND)的活性。结果成功克隆出 CYP3A基因,基因总长度为1969bp的cDNA序列,该基因序列5′和3′的非编码区分别为34 bp和298bp,开放阅读框1637bp,编码509个氨基酸(GenBank登录号:JN216889)。预测蛋白分子量58.09kDa,等电点5.75。氨基酸序列比对发现与其他鱼类 CYP3A氨基酸序列同源性在60%-67%,具有一个信号肽、该基因比较保守的6个底物识别位点(SRS1-6)和所有的细胞色素 P450基因的保守性特征区域血红素结合区 FXXGXXXCXG。荧光定量 RT-PCR和酶标仪研究结果表明,CYP3A在肝脏、肾脏、鳃、肌肉、胃、肠、胆、脾等组织中均有分布,在肝脏中表达量最高,肌肉中表达量最低。口服磺胺二甲嘧啶后,大菱鲆高、中、低三剂量组 CYP3A基因表达和ERND酶的活性较对照组都有上调,并具有时间差异性,基因的表达和酶的活性均是先升高后降低,酶的活性越高,药物的浓度降低的速率越大,对于同一时间点,均是高剂量组表达和酶活最高,低剂量组最低。表明磺胺二甲嘧啶可诱导大菱鲆 CYP3A基因，CYP3A基因可能参与大菱鲆的药物代谢反应。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引 言

第一章 文献综述

1 药物代谢动力学概况

2 渔用抗菌药物的使用现状

3 三种抗菌药物在水产上的应用现状

4. 细胞色素 P450 概述

5. 鱼类细胞色素 P450 研究进展

6. 鱼类 CYP 3A 的研究进展

第二章 噁喹酸在大菱鲆体内的药代动力学研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第三章 环丙沙星和磺胺二甲嘧啶在大菱鲆体内的药代动力学比较

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第四章 大菱鲆（Scophthalmus maximus）细胞色素 P450 3A基因的克隆及表达分析

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

结 论

参考文献

硕士在读期间论文发表情况以及课题资助

致谢