编辑推荐:
为探究亮丙瑞林(Leuprorelin)在大鼠体内外的代谢情况以及 NADPH 对其代谢的影响,研究人员通过体外和体内实验展开研究。结果发现大鼠肝、肾 S9 组分与人类一样存在 NADPH 依赖的代谢现象,且肾 S9 组分在无 NADPH 时与体内相关性最佳。该研究为肽类药物研发提供了重要参考。
在当今医学领域,治疗性肽(Therapeutic peptides)作为一类迅速崛起的药物,凭借独特优势备受关注。它介于蛋白质的复杂性与小分子的简单性之间,能精准模拟生物功能,在癌症、代谢紊乱、自身免疫疾病等治疗中表现出色,安全性高、毒性低。亮丙瑞林(Leuprorelin)作为合成的促性腺激素释放激素(GnRH)类似物,在临床应用广泛。然而,其代谢过程存在诸多未知。此前研究发现,在不同人源酶源中,亮丙瑞林代谢受烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)影响显著,但具体机制不明,且这种影响对体内外代谢相关性的作用也不清楚。
为解开这些谜团,来自芬兰奥卢大学(University of Oulu)研究单位的研究人员开展了一系列研究。他们希望通过研究亮丙瑞林在大鼠体内外的代谢情况,对比人与大鼠模型,评估 NADPH 对代谢的影响,深入探究 NADPH 依赖的代谢机制。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,运用液相色谱 - 高分辨率质谱(Liquid chromatography/high-resolution Mass Spectrometry,UPLC-HRMS)技术,对亮丙瑞林及其代谢产物进行精准分析。其次,构建了多种大鼠来源的体外模型,包括肝和肾 S9 组分、肝细胞、肾胞浆等,以及人源的肝和肾 S9 组分、胞浆等,并在这些模型中进行亮丙瑞林的孵育实验。同时,开展大鼠体内实验,给大鼠静脉注射亮丙瑞林,采集血浆样本进行分析。
研究结果如下:
- 大鼠肝脏体外模型(肝 S9 组分和肝细胞):亮丙瑞林在所有肝脏体外模型中均发生代谢,代谢速率因系统而异。在添加 NADPH 的肝 S9 组分中,亮丙瑞林消失最快,半衰期为 3.6 分钟;无 NADPH 时,半衰期延长至 12.8 分钟,在肝细胞中最为稳定,半衰期达 26 分钟。在这些模型中总共检测到 14 种代谢产物。NADPH 显著影响亮丙瑞林的代谢产物谱,在无 NADPH 时,主要代谢产物由外肽酶形成;有 NADPH 时,代谢产物谱发生明显变化,内肽酶可能被激活。
- 大鼠肝外体外模型(肾和肠 S9 组分、血浆):在添加 NADPH 的肾和肠 S9 组分孵育实验中,亮丙瑞林在肾中消失更快。无 NADPH 时,肾和肠 S9 组分中亮丙瑞林的半衰期分别为 84 分钟和 130 分钟。在肝外酶源孵育实验中总共检测到 10 种代谢产物。肾 S9 组分中,NADPH 存在与否对代谢产物谱影响较大;肠 S9 组分中,有无 NADPH 代谢产物谱无显著差异;亮丙瑞林在大鼠血浆中较为稳定。
- 大鼠体内结果与体外相关性:从大鼠血浆中确定了亮丙瑞林的体内代谢产物谱,总共检测到 8 种代谢产物。在大鼠体外模型中,肾 S9 组分在无 NADPH 时与体内代谢产物谱相关性最佳,能准确预测主要代谢产物。
- NADPH 依赖性的进一步研究:通过在人肝和肾 S9 组分中使用蛋白酶抑制剂,研究发现 NADPH 对亮丙瑞林代谢的影响显著,不同抑制剂对代谢产物形成有不同程度的抑制作用。在大鼠肾胞浆以及人肝和肾胞浆中添加二硫苏糖醇(DTT)的实验表明,NADPH 依赖性可能由维持细胞还原环境的过程引起。
研究结论和讨论部分指出,大鼠和人源肝脏体外酶源产生的亮丙瑞林代谢产物谱有相似之处,但肝外酶源存在种间差异。基于大鼠体内循环代谢产物,肾 S9 组分在无 NADPH 时提供了最佳的体外 - 体内相关性。亮丙瑞林在亚细胞组分中的 NADPH 依赖性代谢可通过添加 DTT 重现,说明其可能由维持细胞还原电位的过程导致。此外,研究还揭示了一些参与亮丙瑞林代谢的蛋白酶受金属肽酶抑制剂 EDTA 的影响。
这项研究意义重大,它加深了人们对亮丙瑞林代谢机制的理解,为其他治疗性肽的研究提供了参考。同时,肾 S9 组分作为新的体外模型,在治疗性肽研发中具有潜在应用价值,为未来药物研发和临床应用提供了重要依据,推动了治疗性肽领域的发展。