川芎對天麻中天麻素及其代謝產(chǎn)物體內(nèi)藥動學的影響

劉明妍，馮夢晗，劉 潔，劉力榕，閆曉寧，屈碧瓊，潘綺雪，劉璐璐，賈志鑫，肖紅斌，3*

（1.北京中醫(yī)藥大學中藥學院，北京 102400； 2.北京中醫(yī)藥大學中藥分析與轉(zhuǎn)化研究中心，北京 102400； 3.北京中醫(yī)藥大學，北京中醫(yī)藥研究院，北京 102400）

藥動學可闡釋多成分之間的相互作用，是研究中藥體內(nèi)多組分物質(zhì)基礎、多靶點作用藥效等方面的有力手段［1-2］。大川芎方由川芎、天麻以4 ∶1 比例組成，是治療偏頭痛的經(jīng)典中藥復方，方中川芎可延長天麻素、對羥基苯甲醇在血漿中的駐留時間和半衰期，增強兩者吸收程度［3］，減緩對羥基苯甲醇在大鼠腦內(nèi)的消除速度［4-5］，從而影響天麻素、對羥基苯甲醇在大鼠體內(nèi)的吸收消除過程，并且天麻素在血漿中除了可代謝為對羥基苯甲醇外，還能代謝為對羥基苯甲酸、對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷［6］，其中前者具有阻止細胞凋亡的作用［7-8］，川芎如何影響上述2 種成分的藥動學過程對于闡明該藥材在大川芎方中的作用特性具有重要意義，并且它具有引藥上行的作用［9］，可作為藥引來促進其他物質(zhì)透過血腦屏障到達腦組織靶器官。另外，天麻素屬于水溶性苷類成分，較難透過血腦屏障，研究川芎配伍前后該成分在腦組織中的含量變化可闡明大川芎方中川芎的引藥上行作用，但目前尚無相關報道。因此，本實驗對川芎配伍天麻前后天麻素及其代謝產(chǎn)物對羥基苯甲醇、對羥基苯甲酸、對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷在血漿中的吸收消除變化及天麻素在腦組織中的吸收消除變化進行考察，以期為相關研究提供依據(jù)。

1 材料

1.1 儀器 Agilent 1260 高效液相色譜儀、Agilent 6470 三重四極桿質(zhì)譜儀，配置Agilent 1260 Bin Bump、Dual AJS ESI （美國Agilent 公司）； HD-2500 多管渦旋混合儀（杭州佑寧儀器有限公司）；24E2089 多樣品研磨勻漿均質(zhì)儀（美國OMNI 公司）； 3K15 高速離心機（美國Sigma 公司）； 22331 Hamburg 真空干燥儀（德國Eppendorf 公司）； 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，配置N-1300 旋轉(zhuǎn)支架、OSB-2200 水浴鍋、WELCH 真空泵 （ 日本 EYELA 公司）；Quintix65-1CN、Practum224-1CN 電子天平 ［賽多利斯科學儀器（北京） 有限公司］。

1.2 試劑與藥物 天麻（批號2101099）、川芎（批號2104040） 飲片均購自北京太洋樹康有限公司，經(jīng)北京中醫(yī)藥大學王學勇教授鑒定為正品。天麻素（批號M11GS148059）、對羥基苯甲醇（批號RFSD05911812016）、對羥基苯甲酸（批號D-063-161216） 對照品均購自成都瑞芬思生物科技有限公司； 對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷為實驗室合成，其高分辨質(zhì)譜、核磁共振波譜與前期報道一致，純度＞98%。甲醇、乙腈為色譜純 （純度99.9%），購自美國Fisher 公司； 甲酸、乙酸、甲酸銨、乙酸銨為分析純（純度99.9%），購自美國Sigma 公司。

1.3 動物 SD 雄性大鼠90 只，SPF 級，10 周齡，體質(zhì)量200～230 g，購自北京斯貝福生物技術有限公司，實驗動物生產(chǎn)許可證號SCXK （京） 2019-0010，飼養(yǎng)于屏障環(huán)境，12 h/12 h 光照/黑暗循環(huán)，溫度20 ℃，相對濕度60%，正常進食，自由飲水。動物實驗經(jīng)北京中醫(yī)藥大學動物倫理委員會批準（倫理號BUCM-4-2022030701-1034）。

2 方法與結(jié)果

2.1 色譜條件 ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18色譜柱（3.0 mm×50 mm，1.8 μm）； 流動相（0.1%乙酸-10 mmol/L 乙酸銨-水） （A） -乙腈（B），梯度洗脫（血漿，0 ～10 min，3% ～95%B。腦組織，0～3 min，2% ～30% B； 3 ～4 min，30% ～95% B；4～6.5 min，95%B）； 體積流量0.4 mL/min； 柱溫35 ℃； 進樣量5 μL。

2.2 質(zhì)譜條件 電噴霧離子源（ESI）； 負離子掃描； 多反應監(jiān)測 （MRM） 模式； 干燥氣溫度150 ℃，體積流量9 L/min； 鞘氣溫度250 ℃，體積流量11 L/min； 毛細管電壓-1 000 V，其他參數(shù)見表1。

表1 各成分質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 Mass spectrometry parameters for various constituents

2.3 對照品、內(nèi)標溶液制備

2.3.1 混合對照品溶液 精密稱取天麻素、對羥基苯甲醇、對羥基苯甲酸、對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷對照品各10 mg，置于10 mL 量瓶中，50%甲醇超聲溶解并定容至刻度，得到貯備液，精密吸取適量，50%甲醇逐級稀釋，即得。

2.3.2 質(zhì)控對照品溶液 精密吸取“2.3.1” 項下貯備液適量，50%甲醇稀釋，即得（血漿中各成分低、中、高質(zhì)量濃度分別為天麻素7.8、1 200.0、2 400.0 ng/mL，對羥基苯甲醇7.8、100.0、200.0 ng/mL，對羥基苯甲酸4.5、60.0、120.0 ng/mL，對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷6.3、160.0、320.0 ng/mL； 腦組織中天麻素低、中、高質(zhì)量濃度分別為15.6、200.0、400.0 ng/mL）。

2.3.3 內(nèi)標溶液 精密稱取尼莫地平對照品5 mg，置于5 mL 量瓶中，50%甲醇定容，超聲溶解，得到貯備液，精密吸取適量，50%甲醇依次稀釋成質(zhì)量濃度為100、5 ng/mL 的溶液，即得。

2.4 灌胃藥液制備 稱取川芎、天麻適量，置于圓底燒瓶中，分別加12、10 倍量95%乙醇加熱回流提取2 h，紗布過濾，濾渣加10 倍量水加熱回流提取2 次，每次1 h，合并濾液，濃縮并定容，得到提取物（生藥量1 g/mL）。將上述2 種藥材提取物按4 ： 1 比例混勻，生理鹽水稀釋，制成大川芎方溶液①（總生藥量0.39 g/mL，其中川芎生藥量0.312 g/mL，天麻生藥量0.078 g/mL）、大川芎方溶液②（總生藥量0.78 g/mL，其中川芎生藥量0.624 g/mL，天麻生藥量0.156 g/mL）。另取天麻提取物適量，生理鹽水稀釋，組成天麻溶液①（生藥量0.078 g/mL）、天麻溶液② （生藥量0.156 g/mL）。

2.5 分組、給藥與采樣

2.5.1 血漿 12 只大鼠隨機分為大川芎方組（灌胃給予大川芎方溶液①，含量3.9 g/kg，3.5 倍臨床劑量）、天麻組（灌胃給予天麻溶液①，含量0.78 g/kg，相當于大川芎方3.5 倍臨床劑量），每組6 只，實驗前禁食12 h，自由飲水，劑量10 mL/kg，于給藥后 0、0.08、0.16、0.25、0.50、0.75、1、2、4、6、8、12、24 h 眼底靜脈叢采血各200 ～400 μL，置于抗凝管中，4 ℃、4 000 r/min 離心10 min，取上清液，在-80 ℃下保存。

2.5.2 腦組織 72 只大鼠隨機分為大川芎方組（灌胃給予大川芎方溶液②，含量7.8 g/kg，7 倍臨床劑量）、天麻組（灌胃給予天麻溶液②，含量1.56 g/kg，相當于大川芎方7 倍臨床劑量），每組36 只，實驗前禁食 12 h，自由飲水，劑量10 mL/kg，于給藥后0.25、0.50、0.75、1、2、4 h以10%水合氯醛麻醉，每個時間點6 只，生理鹽水沿右心房-左心耳循環(huán)灌流至肺組織變白、肝組織無血色后開顱取腦，濾紙吸干組織表面水分，在-80 ℃下保存。

2.6 樣品前處理

2.6.1 血漿 取大鼠血漿100 μL，加入100 ng/mL內(nèi)標溶液50 μL、冷乙腈400 μL，渦旋10 min，4 ℃、12 000 r/min 離心10 min，取上清液，真空濃縮至干，殘渣用100 μL 50%甲醇復溶后超聲助溶，4 ℃、12 000 r/min 離心10 min，取上清液進樣分析。

2.6.2 腦組織 取大鼠腦組織適量，稱定質(zhì)量，加入3 倍量生理鹽水勻漿，取勻漿液2 mL，加入5 ng/mL內(nèi)標溶液50 μL、冷乙腈8 mL，渦旋10 min，4 ℃、12 000 r/min 離心10 min，取上清液，真空濃縮至干，殘渣用100 μL 20%甲醇復溶后超聲助溶，4 ℃、12 000 r/min 離心10 min，取上清液進樣分析。

2.7 方法學考察

2.7.1 專屬性試驗 取空白血漿、空白血漿+對照品、給藥后血漿樣品適量，按“2.6.1” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定，色譜圖見圖1； 取空白腦組織、空白腦組織+對照品、給藥后腦組織樣品適量，按“2.6.2” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定，色譜圖見圖2。由此可知，對羥基苯甲醇、對羥基苯甲酸、對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷在大鼠血漿中未見內(nèi)源性物質(zhì)干擾，但在大鼠腦組織中受到基質(zhì)干擾； 天麻素在血漿、腦組織中均未受到干擾，故選擇其作為腦組織定量成分。

圖1 大鼠血漿中各成分MRM 色譜圖Fig.1 MRM chromatograms of various constituents in rat plasma

圖2 大鼠腦組織中各成分MRM 色譜圖Fig.2 MRM chromatograms of various constituents in rat brain tissue

2.7.2 線性關系考察 取空白血漿100 μL，加入系列質(zhì)量濃度混合對照品溶液、內(nèi)標溶液（100 ng/mL）各50 μL，得到血漿基質(zhì)標準曲線工作液，按“2.6.1” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定，以對照品質(zhì)量濃度為橫坐標（X），對照品、內(nèi)標峰面積比值為縱坐標（Y） 進行回歸； 取空白腦組織2 mL，加入天麻素對照品溶液、內(nèi)標溶液（5 ng/mL） 各50 μL，得到腦基質(zhì)標準曲線工作液，按“2.6.2” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定，以對照品質(zhì)量濃度為橫坐標（X），對照品、內(nèi)標峰面積比值為縱坐標（Y） 進行回歸，并將線性范圍的最低點定義為定量限，信噪比（S/N） ≥3 時的質(zhì)量濃度定義為檢測限，結(jié)果見表2，可知各成分在各自范圍內(nèi)線性關系良好。

表2 各成分線性關系Tab.2 Linear relationships of various constituents

2.7.3 精密度、準確度試驗 取低、中、高質(zhì)量濃度血漿質(zhì)控樣品各6 批，按“2.6.1” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下各進樣測定3次，連續(xù)3 d； 取低、中、高質(zhì)量濃度腦組織質(zhì)控樣品各6 批，按“2.6.2” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下各進樣測定3 次，連續(xù)3 d。結(jié)果，血漿質(zhì)控樣品中各成分日內(nèi)準確度在93.34% ～112.37% 之間，日內(nèi)精密度RSD 在2.76% ～13.5% 之間，日間準確度在91.82% ～112.7%之間，精密度RSD 在2.62% ～11.7%之間；腦組織質(zhì)控樣品中天麻素日內(nèi)、日間準確度在88.96% ～101.45% 之間，日內(nèi)、日間精密度在2.11% ～7.54%之間，表明儀器精密度、方法準確度良好。

2.7.4 穩(wěn)定性試驗 取血漿、腦組織質(zhì)控樣品各6 批，分別室溫 （25 ℃） 放置 6 h、低溫（-80 ℃） 貯存3 d、反復凍融3 次，按“2.6” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定。結(jié)果，血漿質(zhì)控樣品中各成分室溫、低溫、反復凍融穩(wěn)定性相對誤差在90.73% ～103.2% 之間，RSD 在1.13% ～10.3%之間； 腦組織質(zhì)控樣品中天麻素室溫、低溫、反復凍融穩(wěn)定性相對誤差在92.99% ～102.5% 之間，RSD 在1.92% ～9.98% 之間，表明樣品在上述條件下穩(wěn)定性良好。

2.7.5 基質(zhì)效應、回收率試驗 取低、中、高質(zhì)量濃度血漿質(zhì)控樣品各6 批，按“2.6.1” 項下方法前處理，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定峰面積A1； 取空白血漿100 μL，按“2.6.1” 項下方法前處理，揮干殘留物，用含低、中、高質(zhì)量濃度各成分對照品的50%甲醇復溶，在“2.1” “2.2”項條件下進樣測定峰面積B1； 取含低、中、高質(zhì)量濃度各成分對照品的50%甲醇適量，在“2.1”“2.2” 項條件下進樣測定峰面積C1，測定基質(zhì)效應、提取回收率，公式分別為基質(zhì)效應＝ （B1/C1） ×100%、提取回收率＝ （A1/B1） ×100%。

取低、中、高質(zhì)量濃度腦組織質(zhì)控樣品各6批，按 “2.6.2” 項下方法前處理，在 “2.1”“2.2” 項條件下進樣測定峰面積A2； 取空白腦組織2 mL，按“2.6.2” 項下方法前處理，揮干殘留物，用含低、中、高質(zhì)量濃度天麻素對照品的20%甲醇復溶，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定峰面積B2； 取含低、中、高質(zhì)量濃度天麻素對照品的20%甲醇適量，在“2.1” “2.2” 項條件下進樣測定峰面積C2，測定基質(zhì)效應、提取回收率，公式分別為基質(zhì)效應＝（B2/C2） ×100%、提取回收率＝ （A2/B2） ×100%。

結(jié)果，血漿質(zhì)控樣品中各成分提取回收率在88.38% ～111.1% 之間，RSD 在2.59% ～13.3% 之間，而基質(zhì)效應在88.67% ～111.3%之間，RSD 在3.50% ～12.4%之間； 腦組織質(zhì)控樣品中天麻素提取回收率在90.47% ～103.27% 之間，RSD 在3.98% ～11.2% 之間，而基質(zhì)效應在99.98% ～109.4%之間，RSD 在7.78% ～11.3% 之間，表明無基質(zhì)干擾，前處理方法可行，可用于相關成分定量檢測。

2.8 數(shù)據(jù)處理 血漿中各成分的實際濃度等于定量分析樣品的測定濃度； 每1 g 腦組織中各成分實際濃度需要折算，具體方法為測定濃度除以濃縮倍數(shù)（20 倍），再乘以相應勻漿液體積，最后除以腦重。再采用DAS 3.2.8 軟件中的非房室模型計算各成分主要藥動學參數(shù)，具體方法為數(shù)據(jù)輸入界面輸入血藥濃度數(shù)據(jù)后以非房室模型擬合血藥濃度-時間曲線，其中Cmax為血藥濃度最高值，Tmax為給藥后達峰濃度所需時間，兩者均為實測值； AUC、T1/2、MRT、Vz/F、CLz/F為擬合得到的統(tǒng)計矩參數(shù)。最后采用SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計學分析。

2.9 結(jié)果分析 各成分血藥濃度-時間曲線見圖3，主要藥動學參數(shù)見表3。由此可知，與天麻組比較，大川芎方組天麻素Tmax、MRT0～24h延長（P＜0.01），AUC0～24h、AUC0～∞升高 （P＜0.01），CLz/F降低（P＜0.01）； 對羥基苯甲醇、對羥基苯甲酸Cmax、AUC0～24h、AUC0～∞升高 （P＜0.01），CLz/F降低（P＜0.01），并且前者Vz/F降低（P＜0.05）； 對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷Cmax降低（P＜0.01），CLz/F升高（P＜0.05）。

圖3 各成分血藥濃度-時間曲線（n＝6）Fig.3 Plasma concentration-time curves for various constituents （n＝6）

表3 各成分在大鼠血漿中的主要藥動學參數(shù)（±s，n＝6）Tab.3 Main pharmacokinetic parameters for various constituents in rat plasma （±s，n＝6）

表3 各成分在大鼠血漿中的主要藥動學參數(shù)（±s，n＝6）Tab.3 Main pharmacokinetic parameters for various constituents in rat plasma （±s，n＝6）

注： 與天麻組比較，*P＜0.05，**P＜0.01。

參數(shù)單位天麻素對羥基苯甲酸天麻組大川芎方組天麻組大川芎方組Cmaxng·mL-12 164.08±438.241 969.41±355.8527.97±9.9948.1±14.94**T1/2h0.80±0.501.03±0.460.75±0.070.99±0.25 Tmaxh0.14±0.030.43±0.18**0.44±0.340.37±0.26 AUC0 ～24 hng·mL-1·h1 648.03±306.062 312.30±261.30**16.53±11.0943.30±15.93**AUC0 ～∞ng·mL-1·h1 712.82±351.742 320.50±266.40**25.91±3.7052.36±8.41**MRT0 ～24 hh0.56±0.111.03±0.12**1.10±0.171.20±0.43 Vz / FL·kg-15.19±2.853.24±1.54211.00±10.32218.14±143.39 CLz / FL·h-1·kg-14.66±0.632.18±0.25**194.92±27.8097.2±12.76**參數(shù)單位對羥基苯甲醇對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷天麻組大川芎方組天麻組大川芎方組Cmaxng·mL-112.25±3.0035.83±14.28**27.96±12.007.22±3.19**T1/2h1.65±0.751.67±0.581.51±0.760.89±0.75 Tmaxh0.33±0.220.32±0.280.31±0.270.58±0.61 AUC0 ～24 hng·mL-1·h14.12±3.7953.89±11.45**35.91±3.7026.83±10.97 AUC0 ～∞ng·mL-1·h15.55±3.0756.59±10.40**36.19±0.0827.70±9.56 MRT0 ～24 hh1.64±0.341.98±0.321.11±0.170.80±0.20 Vz / FL·kg-1756.58±361.23216.60±92.26**392.88±246.13422.82±261.41 CLz / FL·h-1·kg-1334.32±78.8291.29±18.08**194.92±27.80657.79±112.10*

天麻素腦組織含量-時間圖見圖4，主要藥動學參數(shù)見表4。由此可知，給藥后2 組在不同時間點均有不同含量天麻素透過血腦屏障到達腦組織；與天麻組比較，大川芎方組在給藥后30、45 min能增加天麻素透過量，給藥后1 h 可降低至天麻組同等水平，并且天麻素Cmax、AUC0～24h、AUC0～∞、Vz/F升高（P＜0.05，P＜0.01）。

圖4 天麻素腦組織含量-時間圖（n＝6）Fig.4 Brain tissue content-time histogram of gastrodin （n＝6）

表4 天麻素在大鼠腦組織中的主要藥動學參數(shù)（±s，n＝6）Tab.4 Main pharmacokinetic parameters for gastrodin in rat brain tissue （±s，n＝6）

表4 天麻素在大鼠腦組織中的主要藥動學參數(shù)（±s，n＝6）Tab.4 Main pharmacokinetic parameters for gastrodin in rat brain tissue （±s，n＝6）

注： 與天麻組比較，*P＜0.05，**P＜0.01。

參數(shù)單位天麻素天麻組大川芎方組Cmaxng·mL-12.78±0.4011.95±4.48**T1/2h1.29±0.381.69±1.02 Tmaxh0.68±0.110.67±0.13 AUC0～24 hng·mL-1·h3.32±0.9615.17±2.24**AUC0～∞ng·mL-1·h3.34±2.4220.06±1.46**MRT0～24 hh1.18±0.611.56±0.14 Vz / FL·kg-1170.59±67.39597.19±331.56*CLz / FL·h-1·kg-1 210.01±25.01250.34±19.95

3 討論與結(jié)論

天麻素口服后在腸腔內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體的幫助下，能迅速吸收進入體內(nèi)［10］，并主要從尿中排泄［11］。川芎配伍天麻后，天麻素在血漿中的駐留時間延長，消除速率減慢，這可能因為川芎能升高天麻素血漿蛋白結(jié)合率，使其腎排泄率降低［12］。天麻苷元在腸道中主要以被動轉(zhuǎn)運的方式進入體內(nèi)［13］，配伍川芎后對羥基苯甲醇的生物利用度提高，這可能與川芎能增強腸道膜的流動性［14］有關。藥物代謝可顯著改善藥理活性，抑制或誘導藥物代謝酶是其相互作用的主要機制［15-16］，藥物口服后各成分之間的作用與CYP450 酶活性的易感性有較大關聯(lián)［17-18］。研究表明，川芎不同成分對CYP450不同亞型酶的活性影響程度不同，如洋川芎內(nèi)酯A能抑制CYP1A2、CYP2C9、CYP2E1、CYP3A4 酶活性，丁烯基苯酞可誘導CYP1A2、CYP2C9、CYP3A4 酶活性［19］，配伍川芎后天麻素Ⅰ相代謝產(chǎn)物對羥基苯甲醇、對羥基苯甲酸Cmax升高，對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷該參數(shù)降低，可能與川芎不同成分影響不同I 相代謝酶活性的作用有關。

為了避免測定物質(zhì)在腦組織中的含量受到影響，在采集腦組織時選擇灌流操作。由于對羥基苯甲醇、對羥基苯甲酸、對羥基苯甲醛-O-β-D-吡喃葡萄糖苷在血漿中的含量遠低于天麻素，灌流后腦組織中未檢測到，故本實驗只涉及天麻素。結(jié)果顯示，配伍川芎后天麻素在腦組織中的含量升高。

前期報道，血腦屏障中緊密連接蛋白、外排蛋白的高表達特性可阻擋大多數(shù)藥物進入腦組織［20-21］。天麻素為血腦屏障外排蛋白P-糖蛋白、多藥耐藥相關蛋白的底物［22］，而川芎能改變該成分在腦組織中的含量，可能是因為前者對血腦屏障中緊密連接蛋白、外排蛋白表達具有抑制作用，從而增加后者透過量、駐留時間。

綜上所述，川芎配伍天麻后前者能在血漿中發(fā)揮協(xié)同作用，從而提高其他成分生物利用度，同時可發(fā)揮引藥上行作用來促進其他物質(zhì)到達腦組織。