目的:本设计以巴戟天中低聚糖类成分为研究对象,结合导师组前期研究基础开展巴戟天药材中低聚糖类成分的质控研究,及其低聚糖部位提取、纯化工艺研究,进一步完善巴戟天药材的质控体系。采用动物体内及体外等实验方法,考察巴戟天低聚糖部位及其主要有效成分巴戟甲素的在体肠吸收机制、对肝脏中CYP3A4酶代谢的影响,以期为巴戟天低聚糖类成分的口服制剂研究和开发提供科学依据,并为其药代动力学和药效学的进一步研究奠定基础。采用拟阿尔海茨默(AD)动物模型,探讨巴戟天低聚糖部位及其主要有效成分巴戟甲素的抗AD药效及作用机制研究,为其抗AD新药研究与开发提供研究基础。方法:1巴戟天低聚糖有效部位质控研究采用亲水作用色谱-蒸发光散射检测法建立巴戟天中蔗糖、蔗果三糖、耐斯糖、1F-果呋喃糖基耐斯糖、巴戟甲素等5种低聚糖的含量测定方法。采用正交试验法优选巴戟天低聚糖的提取工艺,以巴戟天低聚糖类提取物的出膏率、低聚糖含量以及其主要的活性成分巴戟甲素、耐斯糖为考察指标,进行多指标综合评价分析,优选出最佳提取工艺采用活性炭与D-900离子交换树脂柱层析结合溶剂法对巴戟天低聚糖提取物进行纯化,以HPLC-UV-ELSD、UV、LC-MS等方法检测蔗糖、蔗果三糖、耐斯糖、1F-果呋喃糖基耐斯糖、巴戟甲素、低聚糖等指标的含量及纯度。2巴戟天低聚糖的药代动力学研究采用大鼠体肠单向灌流法研究巴戟天低聚糖部位及其主要有效成分巴戟甲素在大鼠肠道中的吸收转运机制,考察蔗糖、蔗果三糖、耐斯糖、1F-果呋喃糖基耐斯糖和巴戟甲素等5种低聚糖类成分的大鼠肠吸收特点,确定各成分的最佳吸收部位,并考察了 P-gp对巴戟天低聚糖类成分吸收的影响。利用β-D-呋喃果糖苷酶对巴戟甲素进行水解,确定巴戟甲素是否β-D-呋喃果糖苷酶的底物,同时确定巴戟甲素的酶水解产物,并初步研究其酶促反应动力学。以肝脏CYP3A4酶的探针底物氨苯砜,考察不同剂量巴戟天低聚糖提取物及其主要活性成份巴戟甲素对大鼠肝脏CYP3A4活性的影响,以预测其联合应用CYP3A4亚型酶代谢的药物时发生药物相互作用的可能性。3巴戟天低聚糖对AD模型大鼠的影响采用D-半乳糖联合Aβ 25-35制备拟阿尔海茨默大鼠模型,连续给予巴戟天提取物(BT)、巴戟天低聚糖部位(BD)、巴戟甲素(BJ)28 d后,采用Morris水迷宫进行空间学习记忆能力检测,考察给药前后对AD模型大鼠的体重和脏器系数等的影响;采用试剂盒酶-标仪法测定AD大鼠脑海马区及皮质区中超氧化歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GSH-Px)等氧化指标,以及乙酰胆碱(Ach)、乙酰胆碱酯酶(TchE)、Na+/K+-ATPase、谷氨酸(Glu)、γ-氨基丁酸(GABA)、NO、NOS等指标的含量;采用HPLC-ECD法检测AD大鼠脑海马区及皮质区中多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)、肾上腺素(E)、5-羟色胺(5-HT)等单胺类神经递质水平,及其相关代谢产物5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)、高香草酸(HVA)、3,4-二羟基苯乙酸(DOPAC)、左旋多巴(L-DOPA)的含量;采用免疫蛋白印迹法(Westernblot)考察BJ、BD、BT对AD模型大鼠海马区中APP、Tau、Caspase-3、SYP蛋白表达的影响。结果:1巴戟天低聚糖有效部位质控研究巴戟天中蔗糖、蔗果三糖、耐斯糖、1F-果呋喃糖基耐斯糖、巴戟甲素等5种低聚糖分别在2.128～21.28 μ g(r= 0.9993),1.864～18.64 μ g(r=0.9996),1.92～19.2 μ g(r=0.9998),1.912～19.12 μ g(r=0.9995),2.368～23.68 u g(r=0.9994)线性关系良好,其回收率在92.81%～102.8%(n=6)之间。不同产地巴戟天药材含量测定结果显示,蔗糖、蔗果三糖、耐斯糖、1F-果呋喃糖基耐斯糖、巴戟甲素的含量分别在 1.25%～6.07%、0.57%～6.06%、1.61%～6.82%、2.41%～7.71%、3.84%～10.10%之间。巴戟天低聚糖的提取工艺研究中各因素对出膏率、低聚糖、巴戟甲素及耐斯糖提取率的影响程度依次为:溶剂中乙醇体积分数>提取时间>液固比>提取次数。各因素对实验结果均无显著性影响。从工业生产提高生产效率的角度出发,优选出的最佳工艺条件为A2B1C2D2,即用15倍量的40%乙醇,提取2次,每次1 h。巴戟天低聚糖部位纯化后各指标成分含量均有显著提高,纯化工艺重现性良好。2巴戟天低聚糖的药代动力学研究巴戟甲素在大鼠体肠单向灌流研究结果表明巴戟甲素为全肠道吸收的药物,各肠段存在吸收差异,其吸收速率按十二指肠、空肠、回肠和结肠的顺序依次下降。十二指肠、空肠、回肠和结肠的药物累积吸收量随灌流液药物浓度的增加而近似线性地增加,但吸收速率常数基本不变,表明巴戟甲素在十二指肠、空肠、回肠和结肠的吸收以被动扩散方式为主,其吸收动力学符合一级过程。P-gp抑制剂对巴戟甲素肠吸收的影响考察结果表明P-gp对巴戟甲素有肠道外排作用,可减少其肠吸收,说明巴戟甲素可能是P-gp的底物。巴戟甲素酶水解研究确定了巴戟甲素为β-D-呋喃果糖苷酶的底物,其水解后得到的单一产物为β-D-呋喃果糖。初步得到该酶促反应的Michaelis-Menten方程为:rp=0.9565Cs/(12.8761+Cs),其中Km=12.8761mg·mL-1,Vm=0.9565mg·mL-1·h-1。巴戟天提取物中5种低聚糖成分在大鼠全肠段的吸收速率(Ka)均无显著差异(P>0.05),其药物累积吸收量随灌流液药物浓度的增加而近似线性地增加,说明药物不存在自身浓度抑制现象,提示巴戟天提取物中5种低聚糖成分的在体肠吸收机制均以被动扩散为主,其吸收动力学符合一级过程。提取物中各成分的吸收速率依次为:巴戟甲素≥蔗糖>蔗果三糖>耐斯糖>1F-果呋喃糖基耐斯糖。对不同肠段中各成分的吸收进行比较,总体方差分析结果显示各成分的吸收具有差异性(P<0.05)。P-gp抑制剂对巴戟天提取物肠吸收的影响考察结果显示盐酸维拉帕米可显著增加蔗糖与巴戟甲素的吸收量,这种促吸收效果是通过抑制P-gp的外排引起的,由此提示蔗糖与巴戟甲素可能是P-gp的底物。3巴戟天低聚糖对AD模型大鼠的影响灌胃给药28 d后,水迷宫实验结果显示AD模型组定位航行潜伏期明显长于空白组,而各给药组明显得到改善。空间探索实验结果显示各给药组在原平台象限游泳距离与总距离之比均有所上升而穿越原平台的次数也显著增加。脏器系数测量结果显示,模型组脑、脾、睾丸等脏器系数比正常对照组都降低,而给予BJ、BD、BT治疗后,BD、BT对各脏器系数均有增加的作用,BJ对脑、肝、睾丸等脏器系数有增加的作用。BJ与BD可以提高AD模型大鼠海马组织及皮质层中SOD、Na+/K+-ATP、GABA,降低MDA、TChE的活性,从而达到保护神经系统的作用。采用大鼠双侧海马区注射A β 25-35并联合长期腹腔注射D-半乳糖可致大鼠脑海马及皮质层的神经递质含量明显降低,而分别给予BJ、BD、BT治疗后,均可显著提高大鼠脑海马及皮质层中NE、DA、5-HT的含量,从而达到增强学习记忆能力的效果。同时还不同程度的提高DA/HVA、NE/E、5-HT/5-HIAA的比值,说明BJ、BD、BT可抑制相关的代谢路径。采用大鼠双侧海马区注射A β 25-35并联合长期腹腔注射D-半乳糖可致大鼠脑海马中APP、Tau、Caspase-3蛋白表达水平上升,SYP蛋白表达水平明显降低,而分别给予BJ、BD、BT治疗后,各蛋白表达水平异常的情况均有所缓解,说明巴戟天低聚糖类成分改善AD大鼠学习记忆障碍的作用机制,与上调SYP、降低APP、Tau、Caspase-3的表达有关。结论:1巴戟天低聚糖有效部位质控研究建立的巴戟天低聚糖有效成分含量测定方法简单、准确,具有良好的重复性,为有效评价巴戟天药材的质量提供了分析方法。根据中国药典规定并结合本研究结果,在此对巴戟天药材中低聚糖的含量限度提出初步的建议:按巴戟天药材干燥品计算,耐斯糖的含量不得少于2%,巴戟甲素的含量不得少于4%,蔗果三糖、耐斯糖、1F-果呋喃糖基耐斯糖、巴戟甲素的总含量不得少于14%。优选出的巴戟天低聚糖提取工艺各指标性成分含量较高,工艺稳定、合理、可行,为工业化生产提供参考。巴戟天低聚糖部位纯化工艺的重现性良好,所制得的巴戟天低聚糖部位纯度高,已知成分含量大于50%,可用于开发国家规定的五类新药。2巴戟天低聚糖的药代动力学研究巴戟甲素在整个肠段吸收良好,属于高渗透性药物,在十二指肠、空肠、回肠和结肠的吸收机制以被动扩散方式为主。本研究将为巴戟甲素设计成口服缓控释制剂提供了生物学依据。β-D-呋喃果糖苷酶与巴戟甲素亲和力较强,葡萄糖对巴戟甲素的酶解具有一定的促进作用,提示机体内的葡萄糖对巴戟甲素的代谢也可能有一定的促进作用从而降低巴戟甲素的生物利用度。本研究将为巴戟甲素的药物代谢动力学研究及其新药的开发提供理论参考。巴戟天低聚糖在全肠段吸收中,其吸收速率依次为二糖>三糖>四糖>五糖,推测可能与各成分的分子大小有关。在本实验条件中,各成分在不同肠段中的Papp均大于0.072 cm·h-1,说明各低聚糖成分在整个肠段中吸收良好,属于高渗透性药物,主要与各成分均具有较强的亲水性从而易于在肠道中吸收扩散进入体内有关。3巴戟天低聚糖对AD模型大鼠的影响实验采用大鼠双侧海马区注射Aβ 25-35并联合长期腹腔注射D-半乳糖,诱发拟AD动物模型。从行为学、氧化应激、胆碱能系统、能量代谢、氨基酸、神经递质和蛋白表达水平等方面,观察了巴戟天低聚糖对AD模型大鼠的影响,实验结果显示巴戟天低聚糖可以改善AD大鼠学习记忆障碍,其作用机制与以下三方面有关:(1)提高SOD、Na+/K+-ATP、GABA,降低MDA、TChE的活性;(2)提高神经递质水平;(3)上调SYP,降低APP、Tau、Caspase-3等蛋白的表达水平。