环阿斯特拉根醇（CAG）对细胞色素P450酶活性影响的体外研究

《Archives of Biochemistry and Biophysics》：In vitro investigation of the effect of cycloastragenol (CAG) on the cytochrome P450 enzyme activities

　　

罗海霞|丁雪敏

中南大学湘雅医学院常德医院药学系（常德市第一人民医院），中国湖南省常德市415000

摘要

背景与目的

环阿斯特拉甘醇（CAG）作为Astragalus mongholicus Bunge的一种生物活性化合物，因其作为端粒酶激活剂的特性而备受关注。评估CAG对细胞色素P450酶（CYP450s）的影响可能揭示潜在的药物相互作用，从而促进使用CAG或Astragalus mongholicus Bunge的治疗方案的发展。

材料与方法

使用人肝微粒体评估了CAG对CYP450活性的影响，实验组包括阴性对照组、CAG处理组和阳性对照组。通过Lineweaver-Burk绘制图表来确定抑制动力学。

结果

CAG对CYP3A4（IC₅₀ = 13.40 μM）、CYP2E1（IC₅₀ = 15.00 μM）和CYP2C19（IC₅₀ = 18.46 μM）表现出浓度依赖性的抑制作用。动力学分析显示CYP2E1（K_i = 7.56 μM）和CYP2C19（K_i = 8.91 μM）受到竞争性抑制，而CYP3A4的抑制则是非竞争性的（K_i = 6.61 μM）。尽管CYP2E1和CYP2C19的抑制作用与时间无关，但CYP3A4的抑制作用具有时间依赖性（K_I = 3.54 μM，K_inact = 0.028/分钟）。

结论

CAG对CYP3A4、2E1和2C19的活性表现出浓度依赖性的抑制作用，这表明在与这些CYP450代谢的药物联合使用时，可能存在显著的药代动力学相互作用。

引言

环阿斯特拉甘醇（CAG）是从Astragalus mongholicus Bunge中提取的一种关键生物活性化合物，具有强大的端粒酶激活作用[1] [2]。通过其依赖端粒酶的机制，CAG能够延长端粒长度，使其成为治疗与端粒功能障碍相关疾病的有希望的候选药物[3]。最新研究强调了其在多种与年龄相关的疾病中的潜在临床应用，包括阿尔茨海默病（AD）[4]、缺血性中风（IS）[5]和骨质疏松症[6]。此外，Astragalus mongholicus Bunge长期以来一直被用于中医中，用于治疗儿童疾病。例如，它常用于预防和治疗儿童的急性呼吸道感染[7]，还可以降低儿童肾病综合征患者的感染风险[8]。最近的研究进一步探索了其抗癌潜力，扩展了其治疗应用[9] [10]。鉴于临床治疗通常涉及多种药物的联合使用，明确CAG的潜在药物相互作用（DDIs）对于优化包含CAG或Astragalus mongholicus Bunge的治疗策略至关重要。

作为主要负责药物代谢的酶系统，细胞色素P450酶（CYP450s）参与了大约75%临床药物的生物转化[11] [12]。药物或草药对CYP450活性的调节是药代动力学DDIs的关键决定因素，可能会改变联合使用化合物的治疗效果[13]。例如，奥利替尼（SH-1028）与伊曲康唑（CYP3A4抑制剂）/利福平（CYP3A4诱导剂）之间的药代动力学相互作用显著影响了其在非小细胞肺癌（NSCLC）中的治疗效果[14]。此外，除了不良反应之外，CYP450介导的DDIs还具有治疗潜力。利托那韦和考比拉司他抑制CYP3A4可以提高联合使用的抗病毒药物在抗逆转录病毒人类免疫缺陷病毒（HIV）治疗中的疗效[15]。然而，CAG对CYP450的影响仍不明确。鉴于Astragalus mongholicus Bunge所具有的抗衰老特性和抗肿瘤潜力，研究CAG对CYP450的影响至关重要。此外，由于Astragalus mongholicus Bunge在传统医学和医疗保健中的广泛应用，了解其主要生物活性化合物对CYP450的作用对于优化联合疗法和预防临床不良反应非常重要。

本研究使用人肝微粒体（HLMs）评估了CAG对八种CYP450亚型（CYP3A4、2E1、2C19、2C9、2A6、2D6、2C8和1A2）的调节作用，以评估其潜在的药物相互作用风险。

节片

CAG对CYP450s的影响评估

本研究使用混合人肝微粒体（20 mg/mL，Thermo Fisher，美国）检测了CAG对八种不同CYP450s（CYP3A4、2E1、2C19、2C9、2A6、2D6、2C8和1A2）活性的影响。实验分为三组：（1）阴性对照组；（2）CAG处理组（100 μM，成都Must Bio-Technology，中国）；（3）阳性对照组（标准浓度的已知CYP450抑制剂；3A4为1 μM酮康唑，2E1为50 μM氯米噻唑，2C19为50 μM曲尼司明）

CAG对CYP450活性的影响

所有CYP450亚型均被阳性对照组显著抑制，其中仅CYP3A4、2E1和2C19受到CAG处理的抑制（图1A）。CAG对CYP3A4、2E1和2C19活性的抑制呈浓度依赖性，计算得到的IC₅₀值分别为13.40 μM、15.00 μM和18.46 μM（图1B）。

CYP3A4、2E1和2C19的抑制机制

不同CYP450亚型的抑制动力学显示出不同的机制。CYP2E1（K_i = 7.56 μM；图2A，B）和CYP2C19（K_i = 8.91 μM；图3A，B）的抑制机制各不相同

讨论

三千多年来，传统中医一直是多种疾病的主要治疗手段，越来越多的证据证实草药提取物具有抗炎、抗肿瘤和心脏保护作用[19] [20] [21]。CYP450s调节内源性底物、外源物质以及大约75%的临床药物的代谢，因此它们的诱导或抑制是药物相互作用（DDIs）的主要机制[22] [23] [24]。草药生物活性的评估...

结论

CAG对CYP3A4、2E1和2C19的酶活性表现出抑制作用。机制研究表明，CAG对CYP2E1和CYP2C19具有竞争性抑制作用，同时对CYP3A4表现出时间依赖性的非竞争性抑制。数据表明，CAG与主要由这些CYP450代谢的药物之间可能存在药代动力学相互作用。

伦理审批和参与同意

本文未包含任何作者进行的涉及人类或动物的研究。

CRediT作者贡献声明

丁雪敏：写作——审阅与编辑、验证、监督、资源提供、方法论设计、概念构思。罗海霞：写作——初稿撰写、软件使用、数据分析、数据整理、概念构思

数据和材料的获取

本研究使用和/或分析的数据集可应要求向相应作者索取。

利益冲突

作者没有需要披露的相关财务或非财务利益。

资助

本论文的编写未获得任何资助。

致谢

不适用。