【写在前面】：本期推荐的是由江西中医药大学杨世林、冯育林教授团队等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF6.656）的一篇文章，揭示基于LC-MS/MS和UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术对倍半萜类化合物Pinnatifolone A在大鼠体内的药代动力学、生物利用度、肝脏代谢及体内代谢的性别差异研究。冯育林教授团队近年来致力于中药新药的研发，研发了白头翁系列新药，取得了良好的经济和社会效益。本文第一作者为江西中医药大学2022级硕士研究生彭万钱，通讯作者为冯育林教授、欧阳辉教授。
【题目及作者信息】
Gender differences pharmacokinetics, bioavailability, hepatic metabolism and metabolism studies of Pinnatifolone A, a sesquiterpenoid compound, in rats by LC-MS/MS and UHPLC-Q-TOF-MS/MS
【摘要】（阅读原文为主）
背景: Pinnatifolone A是紫丁香植物里面具有抗炎活性的倍半萜类化合物。然而，Pinnatifolone A在雄性和雌性大鼠体内的药代动力学和代谢产物分析，以及其在雄性和雌性大鼠肝脏微粒体中的体外稳定性的比较和评价研究尚未报道。
目的:研究两性的临床前药代动力学和代谢物，确认性别差异，为临床应用的发展提供有用的信息。
方法：建立快速、准确、灵敏的LC-MS/MS方法，并有效地用于测定雄性和雌性大鼠口服（140 mg/kg）和静脉注射（6.3 mg/kg）给药Pinnatifolone A后不同时间点血药浓度的药代动力学研究，以及雄性和雌性大鼠肝微粒体中Pinnatifolone A的体外消除研究。随后，采用UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术对雌雄大鼠血浆和排泄物研究，获得的Pinnatifolone A的代谢谱。
结果：在本研究中，我们首次建立了LC-MS/MS法定量测定Pinnatifolone A的方法，该方法具有可接受的线性和选择性、回收率和基质效应、准确度和精密度。Pinnatifolone A在雌性大鼠中的绝对生物利用度约为30.36%，在雌性大鼠中清除率（CL）为（20.99± 3.33）L/h/kg，在雄性大鼠中CL为（472.37± 437.31）L/h/kg。这种性别差异可能与肝酶的性别特异性表达有关，这在本研究的代谢稳定性评价中得到了证实;雄性大鼠肝微粒体中固有清除率CLint(mic) (158.83±9.57 μL/min/mg protein)高于雌性大鼠(76.47±7.90 μL/min/mg protein)，表明雄性大鼠的Pinnatifolone A清除率较高。在雌性和雄性大鼠体内检测并鉴定出24种代谢物; N-乙酰半胱氨酸结合代谢物是大鼠粪便和尿液中含量最高的代谢物。此外，雄性和雌性大鼠的N-乙酰半胱氨酸结合代谢物水平显著不同。雌性大鼠粪便和尿液中均有氢化代谢产物。葡萄糖醛酸缀合代谢物是大鼠血浆中的主要代谢物，雌性大鼠中的含量是雄性大鼠的两倍。
结论：本研究首次报道了Pinnatifolone A在雄性和雌性大鼠体内的临床前药代动力学和代谢产物，证实了性别差异。本研究为进一步了解Pinnatifolone A的药代动力学和代谢特性提供了全面的概述，并为其未来的新药开发提供了指导。
图文摘要
【前言】
紫丁香Syringa oblata Lindl. 木樨科丁香属落叶乔木，主要分布于中国东北、内蒙古等地区，生药，叶和皮，味苦，性寒。《新华本草》、《长白山植物志》等文献记载其具有主治“急性黄疸型肝炎”和“治疗腹泻和肝炎”的药理活性，作为民间药材，具有清热、解毒、祛湿、解黄的作用。Pinnatifolone A是紫丁香的主要活性成分，具有很强的抗炎活性。
Pinnatifolone A是（C15H20O3，分子量248.141）紫丁香植物里面具有抗炎活性艾里莫芬烷型倍半萜类的化合物，属于一大类天然倍半萜化合物。由于倍半萜类化合物结构新颖，现代研究发现其具有广泛的生物活性，包括抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗神经毒性，抗病毒，免疫抑制，保肝和强心作用。最新的研究表明，Pinnatifolone A具有作为镇静催眠药物的潜力。
目前，中药是识别和开发新药的宝贵资源。Pinnatifolone A作为一种中药活性成分，具有进一步开发的潜力。由于药代动力学分析在药物开发中具有重要作用，药代动力学研究有助于评价中药有效成分的临床疗效，以指导其合理使用，促进中药的发展。完整的体内外临床前药代动力学评价是更好地理解新研究药物的疗效、安全性和毒性谱的监管要求。此外，根据中国国家食品药品监督管理局最近发布的《天然药物新药研究技术要求》，对天然药物新药进行临床前药代动力学研究，并验证性别差异。药代动力学研究对于理解药物安全性、解释其有效性以及促进研究药物的开发至关重要。迄今为止，还没有关于Pinnatifolone A的代谢物分析或其在复杂生物样品中的药代动力学研究的报道。因此，进行相关的药代动力学和代谢研究对于全面了解Pinnatifolone A至关重要。
【结果部分】
1.生物分析方法验证特异性。
Figure 1. Representative (MRM) chromatograms of Pinnatifolone A and IS in rat plasma sample:,a blank plasma sample(A), a blank plasma sample mixed with Pinnatifolone A and IS standards (B), and a plasma sample at 5 min after oral administration of Pinnatifolone A (140 mg/kg) (C).
2. Pinnatifolone A 在雌雄大鼠体内的药代动力学研究。
Figure 2. The plasma concentration-time curves of Pinnatifolone A after intravenous (i.v.) and oral (p.o.) administration in rats: A, Female rats; B, Male rats.
3. Pinnatifolone A 在雌雄大鼠肝微粒体中代谢差异研究。
Figure 3. Mean percentages of the remaining of Pinnatifolone A (1 μM) in rat hepatic microsomes from male pool and female pool (in triplicate) at 0, 5,15,30, 45,60 and 90 min after the start of incubation. Vertical bars represent SD.
4. Pinnatifolone A 在雌雄大鼠体内的代谢产物分析研究。
Figure 4. The mass spectra and proposed fragmentation of Pinnatifolone A in positive ion mode.
5. 质谱和碎片。
Figure 5. The mass spectra and proposed fragmentation of M1 (a), M2 (b), M3 (c), M4 (d), M5/ M6 (e), M7/M8 (f), M9 (g), M10 (h), M11 (i), M12/ M13/ M14 (j), M15/ M16 (k), M17(l), M18 (m), M19/ M20 (n), M21/ M22/ M23 (o), M24 (p).
6. Pinnatifolone A给药后血浆（A）、粪便（B）和尿液（C）中的代谢物谱。
Figure 6. metabolite profile in plasma (A), feces (B), and in urine (C) after administration of Pinnatifolone A.
7. Pinnatifolone A在大鼠尿液、粪便和血浆中的拟议代谢途径。
Figure 7. The proposed metabolic pathways of Pinnatifolone A in rat urine, feces and plasma.
【结论与讨论】
首次建立了一套操作简单快速，高灵敏性和高选择性的生物样品中Pinnatifolone A的LC-MS/MS分析方法。采用上述建立的LC-MS/MS法测定雄性和雌性大鼠经灌胃（140 mg/kg）和静脉（6.3 mg/kg）给药Pinnatifolone A后测定不同时间血药浓度。药代动力学研究结果表明，雌性大鼠口服给予Pinnatifolone A后药时曲线下面积(AUC0-t)（6770.76±1193.32）ug/L*h 是雄性大鼠AUC0-t（462.35±342.26）ug/L*h 的14.6倍(p<0.0001) ;雌性大鼠的药峰浓度(Cmax)（2150 ± 168.88）ug/L 是雄性大鼠（496.19 ± 341.55）ug/L 的4.3倍（p = 0.0496）。在雌性大鼠中，Pinnatifolone A的绝对生物利用度约为30.36%，雄性大鼠的Pinnatifolone A的绝对生物利用度约为2.91%，Pinnatifolone A在雌性大鼠和雄性大鼠体内的药代动力学行为存在明显差异。这种差异可能与肝酶的性别特异性表达有关。因此，我们首次研究了Pinnatifolone A在雌雄大鼠肝微粒体中的体外稳定性。Pinnatifolone A在雌雄大鼠肝微粒体的代谢差异研究发现，雄性大鼠肝微粒体中固有清除率CLint(mic) (158.83±9.57 μL/min/mg protein)高于雌性大鼠(76.47±7.90 μL/min/mg protein)，表明雄性大鼠的Pinnatifolone A清除率较高，证实了Pinnatifolone A在雌性大鼠体内代谢较慢。基于UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术，对Pinnatifolone A在雌雄大鼠体内的代谢情况进行了系统研究。研究发现，雄性和雌性大鼠N-乙酰半胱氨酸结合代谢产物水平有显著差异。氢化还原代谢产物为雌性大鼠粪便和尿液中特有。单羟基化、S-半胱氨酸结合、酮化、氧化和硫酸化、双羟基化代谢产物为雄性大鼠粪便特有。氧化和葡萄糖醛酸结合、脱氧、内部水解和双羟基化代谢产物是雄性大鼠尿液特有的。葡萄糖醛酸结合代谢物是雌雄大鼠血浆中的主要代谢物，雌性大鼠中葡萄糖醛酸结合代谢物是雄性大鼠中葡萄糖醛酸结合代谢物的两倍。氧化葡萄糖醛酸结合物和双羟基化代谢物仅鉴别于雄性大鼠血浆中，而脱氧和去饱和代谢物仅鉴别于雌性大鼠血浆中。Pinnatifolone A代谢途径包括氢化还原、脱氧、去饱和、氧化、脱水、去甲基化、内部水解、硫酸化、S-半胱氨酸结合、N-乙酰半胱氨酸、葡萄糖醛酸化等。本研究阐明Pinnatifolone A的药代动力学特性，为此类化合物的质谱解析提供参考也为深入研究Pinnatifolone A的药理作用和毒性提供依据。
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