大鼠体内外性别依赖性代谢差异：基于UPLC-Q/TOF-MS技术的呋喃喹啉生物碱kokusaginine代谢表型与通路解析

本研究针对天然产物kokusaginine代谢酶表型及性别差异机制不明的问题，通过UPLC-Q/TOF-MS技术系统分析大鼠肝微粒体及体液代谢特征，发现CYP2E1/CYP2C8主导的12种代谢物及性别特异性通路，为临床用药及新药研发提供关键代谢数据。

　　

论文解读
在天然药物研发领域，呋喃喹啉类生物碱kokusaginine因其抗炎、抗菌及抗肾纤维化活性备受关注。然而，这种源自芸香科植物Ruta graveolens L.的活性成分，其体内代谢命运却存在显著知识空白——既往研究虽发现其药代动力学存在性别差异，但具体代谢酶表型、性别依赖性代谢通路及代谢产物谱仍不明确。这一认知缺口直接制约了该化合物的临床转化潜力，因为代谢特征差异可能导致不同性别患者出现疗效波动或不良反应。

为破解这一难题，中国研究人员采用多维度分析策略，通过in vitro（体外）肝微粒体模型与in vivo（体内）实验相结合，首次系统描绘了kokusaginine在大鼠中的完整代谢图谱。研究团队运用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UHPLC-Q/TOF-MS）这一高灵敏度检测技术，结合竞争性化学抑制实验，不仅鉴定了关键代谢酶，还发现了12种此前未被报道的代谢产物。这些发现发表于药理学权威期刊《Biochemical Pharmacology》，为天然药物的精准应用提供了范式级研究案例。

关键技术方法
研究采用雄性及雌性SD大鼠肝微粒体与体液样本，通过SMARTCyp算法预测代谢位点后，运用化学抑制剂抑制特定细胞色素P450（CYP）酶的方法确定代谢表型。UHPLC-Q/TOF-MS技术用于代谢物结构鉴定，结合动态监测血浆、尿液和粪便样本，建立完整的代谢物时空分布谱。

研究结果
Chemicals and reagents
验证自制kokusaginine（纯度>99%）与天然产物结构一致性，¹H NMR谱图比对确认合成准确性。

Site of metabolism prediction using SMARTCyp
算法预测显示CYP3A4、CYP2D6和CYP2C9可能作用于C.12、C.1等位点，能量评分51.6-62.2，提示这些位点易发生代谢修饰。

Discussion
实验证实kokusaginine经CYP2E1/CYP2C8主导的多酶协同代谢，产生去甲基化（主要）、氧合和葡萄糖醛酸化产物。性别差异表现为雌性大鼠代谢速率更快，且特定代谢物丰度存在显著差异。该发现解释了前期观察到的药代动力学性别差异，并为含kokusaginine复方中药的临床用药方案优化提供依据。

结论与意义
该研究首次阐明kokusaginine的CYP代谢表型及性别特异性代谢网络，突破性地发现CYP2E1（传统认为参与外源物代谢）在该内源性物质转化中的核心作用。这不仅深化了对呋喃喹啉类生物碱代谢规律的认识，更建立了天然产物代谢研究的标准化流程。作者Kaiqi Shang等强调，该成果对解决"中药现代化"进程中代谢基础研究薄弱的问题具有示范价值，尤其为性别差异化给药方案的制定提供了分子层面的科学支撑。