葡萄糖胺激活肠道P-糖蛋白抑制药物吸收的机制研究及其在解毒治疗中的应用

本研究针对急性中毒救治中P-糖蛋白(P-gp)激活时效性不足的难题，发现葡萄糖胺(GlcN)能直接结合P-gp并快速增强其外排活性而不改变表达水平。通过细胞热转移实验和"inside-out"囊泡模型证实，低聚合度(<5)的GlcN通过氢键结合P-gp跨膜结构域，显著降低四种模型药物的肠道吸收率(>40%)，并在大鼠对百草枯中毒模型中提高60%生存率。该研究为开发基于P-gp外排作用的快速解毒剂提供了新策略。

　　

在药物代谢和解毒治疗领域，P-糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp)作为重要的药物外排转运体，其激活机制一直是研究热点。现有P-gp增强剂主要通过上调蛋白表达发挥作用，需要1-3天才能起效，难以满足急性中毒救治的时效性需求。更棘手的是，百草枯等剧毒物质尚无特效解毒剂，患者死亡率居高不下。这些临床痛点促使科研人员寻找能快速激活P-gp功能的新型化合物。

西南大学的研究团队在探究壳寡糖(COS)促吸收作用时意外发现，其单体葡萄糖胺(GlcN)竟能显著抑制药物吸收。通过系列实验证实，GlcN通过直接结合P-gp并增强其外排活性，使四种结构迥异药物(卡培他滨、阿昔洛韦、西咪替丁、奥卡西平)的生物利用度降低超40%。相关成果发表于《Nature Communications》，为急性中毒救治提供了新思路。

研究采用细胞热转移实验(CETSA)验证分子互作，构建"inside-out"重组囊泡模型测定转运效率，通过表面等离子共振(SPR)分析结合亲和力，并建立基因敲除动物模型验证机制。实验样本包括Caco-2细胞、SD大鼠和FVB小鼠，其中abcbl(-/-)敲除鼠由上海南方模式生物中心提供。

发现并确认GlcN对口服药物吸收的抑制作用
药代动力学研究显示，500 mg/kg GlcN使四种模型药物的AUC下降超40%。离体肠囊实验表明，250 mg/kg GlcN预处理20分钟可产生最大抑制效果，且该作用具有浓度依赖性、快速可逆的特点。

增强P-gp外排：GlcN抑制药物肠道吸收的机制
透射电镜显示GlcN不改变肠上皮紧密连接结构。Transwell实验发现GlcN使卡培他滨的外排比(ER)从>2升至>8。罗丹明123(Rh123)外排实验证实，10 mM GlcN使Caco-2细胞内Rh123减少40%，该效应在P-gp沉默细胞中消失。野生型小鼠中GlcN显著抑制地高辛吸收，而在abcbl(-/-)敲除鼠中无此作用。

GlcN作为P-gp激活剂的功能
CETSA显示10 mM GlcN使P-gp在68°C仍保持70%完整性。囊泡模型证实GlcN使P-gp转运活性提升1.48倍。ATP酶活性检测发现10 μM GlcN使活性倍增，同时短期(30分钟)100 μM GlcN使CYP3A4活性提升301%。

GlcN聚合度对其结合P-gp的关键影响
分子对接显示GlcN通过Y303、Q721等残基与P-gp结合。SPR证实仅聚合度<5的COS能结合P-gp(KD=0.2756 mM)。药代实验显示壳三糖(COS3)抑制效果最强，使卡培他滨AUC降至对照组12.65%，而壳五糖(COS5)反而促进吸收。

GlcN作为百草枯解毒剂的潜力
在百草枯中毒模型中，GlcN使大鼠血浆峰浓度降低59%，15天生存率提升至60%，优于阳性药地塞米松(30%)。类似地，GlcN能提高野生型小鼠生存率，但对abcbl(-/-)鼠无效。

该研究首次阐明GlcN通过变构激活P-gp外排功能的新机制，突破传统诱导剂依赖蛋白表达的局限。发现聚合度<5是COS结合P-gp的结构基础，解开了壳寡糖生理效应争议的谜团。更重要的是，研究将基础发现转化为治疗应用，证明GlcN能有效对抗百草枯毒性，为开发安全、速效的解毒剂奠定理论基础。这种"老药新用"策略不仅缩短研发周期，其良好的安全性更利于临床转化，为急性中毒救治提供突破性解决方案。