杜仲与补骨脂配药的需要互相多少克

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

补骨脂为豆科植物补骨脂Psoralea corylifolia L.的干燥成熟果实,温肾助阳、纳气平喘、温脾止泻,用于治疗肾阳不足、阳痿遗精、遗尿尿频、腰膝冷痛、肾虚作喘、五更泄泻;外用消风祛斑,治疗白癜风、斑秃[1]。补骨脂始载于《雷公炮炙论》,临床应用历史悠久广泛,据药智数据库统计,含补骨脂的中成药方剂有224种,保健食品达52种。补骨脂常作为传统补益类中药,亦为骨伤科要药,但近年来含补骨脂的复方制剂如骨康胶囊、仙灵骨葆口服制剂等的肝损伤风险引起关注[2-3]。

合理配伍使用是其临床应用安全有效的重要手段。武文星等[4]采用数据挖掘分析了补骨脂的配伍特点,杜仲是与补骨脂配伍的第4位高频药味,2味药物配伍组合中支持度最高的为补骨脂-当归(28.61%)和补骨脂-杜仲(28.44%)。青娥丸为杜仲配伍补骨脂的代表补肾良方,首载于宋代《太平惠民和剂局方》,现收载于《中国药典》2020年版一部,且未见临床肝损伤相关不良反应报道,探讨补骨脂-杜仲配伍减毒作用对临床安全用药具有意义。

课题组前期用斑马鱼高效筛选验证杜仲为补骨脂配伍减毒的较优药味,并探讨了代表成分桃叶珊瑚苷对补骨脂素(psoralen,PS)的减毒作用[5]。补骨脂化学成分复杂,主要含香豆素类、黄酮类和单萜酚类,其中香豆素类包括苷元[以PS和异补骨脂素(isopsoralen,IPS)为代表]及其糖苷[补骨脂苷(psoralenoside,PSS)和异补骨脂苷(isopsoralenoside,IPSS)为代表],是抗骨质疏松的主要活性成分[6-7],也是补骨脂水煎液中主要成分(约为香豆素类、黄酮类和单萜酚类3类成分含量之和的90%以上),其中糖苷含量约是苷元的8.2倍[8]。

近年研究表明,香豆素是补骨脂潜在肝损伤风险成分之一,PS和IPS都能对大鼠的肝脏系数造成一定负面影响且会引起丙氨酸代谢、甘氨酸代谢、尿素循环等通路的混乱,还可能通过抑制胆汁酸在肝脏中的排泄,使得毒素大量堆积在肝细胞中,引发肝损伤[9-11]。体内代谢转化至关药物的效/毒产生,补骨脂糖苷成分可脱糖基转化成苷元使毒性增加[12]。因此,关注杜仲配伍后补骨脂香豆素类特别是糖苷成分的代谢及效/毒的多模态变化,对揭示杜仲补骨脂配伍特性与机制具有意义。

中药成分特别是量微成分的抗骨质疏松活性、毒性和代谢的在体、高效评价一直是哺乳动物试验难以克服的瓶颈。新兴的模式动物斑马鱼遗传生物特性与人类高度保守,并几乎具备人体所有主要的器官和系统,体型小,繁殖能力较强且易于饲养,适合大规模筛选[13]。课题组前期建立斑马鱼骨质疏松模型和代谢等方法,实现多种壮骨中药及其量微成分的代谢与效/毒的多模态高效评价[14-15]。本研究采用斑马鱼进行代谢、毒性、抗骨质疏松活性的多模态评价,探讨杜仲富含木脂素提取物(lignan extract of Eucommiae Cortex,LEEC)与补骨脂香豆素提取物(coumarin extract of Psoraleae Fructus,CEPF)配伍以及各自代表成分配伍,对香豆素提取物及代表糖苷的代谢转化及效/毒影响,以揭示二药配伍的特性。

1 杜仲配伍补骨脂对其香豆素提取物/成分的安全性影响

1.1 LEEC配伍CEPF及二者代表成分配伍对斑马鱼致畸作用的影响

斑马鱼受精3 dpf后孵化成幼鱼,各脏器发育基本完全,鱼体透明,在载玻片上易侧卧,显微镜下检视脏器形态清晰、直观。对3 dpf或3~6 dpf斑马鱼幼鱼进行动态检视并拍照,如图1所示,与对照组比较,CEPF(600、800 μg/mL)组鱼出现心包肿大,卵黄囊肿大、变黑;LEEC(100~800 μg/mL)组鱼未见明显心包、卵黄囊等形态畸变;二者不同比例(CEPF∶LEEC为1∶4~2∶1)配伍后,鱼主要器官心包、卵黄囊畸变与CEPF的剂量相关,当CEPF∶LEEC为1∶4和1∶2时,100~800 μg/mL给药组鱼未见明显心包、卵黄囊等形态畸变;当CEPF所占比例增加,CEPF∶LEEC为1∶1和2∶1时,600、800 μg/mL给药组鱼出现心包肿大、卵黄囊肿大或变黑,有时鱼体弯曲。提示LEEC在适当质量浓度时可改善CEPF引起的斑马鱼主要器官畸变。

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

补骨脂香豆素代表成分PSS、IPSS,杜仲木脂素代表成分PDG及配伍各质量浓度组3 dpf斑马鱼心包、卵黄囊等形态未见明显变化(图2),提示此时各药物尚未使鱼明显致畸,与此时无鱼死亡结果相对应。随着给药时间增加到5~6 dpf时,400~500 μg/mL PSS、IPSS及配伍组鱼出现死亡,且500 μg/mL PSS或IPSS组鱼产生明显畸变,如鱼身体弯曲,鱼鳔消失;配伍PDG后,鱼形态均明显改善,与培养基组鱼相当。

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

1.2 LEEC配伍CEPF及二者代表成分配伍对斑马鱼死亡率的影响

LEEC配伍CEPF致斑马鱼的死亡率与给药质量浓度和时间基本呈相关性,其给药时间-剂量-死亡率关系见图3。根据死亡率曲线得出6 dpf斑马鱼死亡率为20%时各给药组的LC20[16],LC20从小到大依次为CEPF(159.8 µg/mL)<2CEPF∶1LEEC(222.2 µg/mL)<1CEPF∶1LEEC(552.3 µg/mL)<1CEPF∶2LEEC(650.2 µg/mL)<1CEPF∶4LEEC(696.9 µg/mL)<LEEC(726.4 µg/mL)。LC20越高,安全性越好,可见LEEC安全性最好,CEPF安全性最差,二者配伍后,随着CEPF所占比例增加,安全性相应变差。

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

如图3所示,CEPF单独给药48 h后,各质量浓度组鱼在2 dpf和3 dpf 死亡率都小于20%,在72~120 h后,200~800 μg/mL组鱼死亡率随着给药时间增加而增加,于6 dpf达43.3%~100.0%,100.0%死亡最低质量浓度为400 μg/mL;LEEC单独给药,除800 μg/mL组6 dpf鱼死亡率达33.3%,其他各质量浓度组鱼给药期间死亡率均低于20%;二者配伍(CEPF∶LEEC为1∶4~1∶1)给药72 h(4 dpf)后,除1CEPF∶4LEEC(800 μg/mL)组鱼死亡率为33.3%,其他各质量浓度组鱼死亡率均小于20%,在120 h后,600~800 μg/mL给药组鱼死亡率增加大于20%,100.0%死亡最低质量浓度为600 μg/mL,但当CEPF∶LEEC为2∶1时,鱼死亡的时间-剂量关系与CEPF单独给药基本相当。提示二者配伍在一定比例(CEPF∶LEEC为1∶4~1∶1)时,致鱼死亡质量浓度提高,死亡时间延迟,具有减毒作用。

补骨脂香豆素代表成分PSS和IPSS与杜仲木脂素代表成分PDG分别配伍的6 dpf斑马鱼LC20从小到大依次为:PSS(268.8 µg/mL)<IPSS(304.7 µg/mL)<5PSS∶2PDG(512.3 µg/mL)<5IPSS∶2PDG(538.6 µg/mL)。PDG各质量浓度组鱼给药期间几乎无死亡(死亡率<6.7%)。可见PSS和IPSS配伍PDG后,LC20值增加近1倍。

PSS、IPSS及分别配伍PDG,给药96 h(5 dpf)后,各质量浓度组斑马鱼死亡率均低于20%;给药120 h后,PSS(400、500 μg/mL)组死亡率上升为46.7%、66.7%,分别比配伍PDG组高6.7%、13.4%;IPSS(400、500 μg/mL)组死亡率上升为46.7%、96.7%,分别比配伍PDG组高23.4%、56.7%。

1.3 LEEC配伍CEPF及二者代表成分配伍对斑马鱼LC50的影响

测试药对斑马鱼的LC50越小,表明其致鱼死亡的给药质量浓度越低,毒性越大。如图4所示,LC50以给药总量计,CEPF的LC50值(209.3 μg/mL)最小,毒性最大,配伍LEEC后,组合物的LC50值随着CEPF的比例减小而增加,其中1CEPF∶2LEEC和1CEPF∶4LEEC组合物的LC50值大于二药单用,是CEPF的LC50值的8.3、14.3倍,提示LEEC可明显降低CEPF的毒性。

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

补骨脂香豆素代表成分PSS与IPSS单用至6 dpf鱼的LC50值分别为441.7、387.5 μg/mL,配伍杜仲代表木脂素成分PDG后,LC50值均增加,分别为654.9、809.1 μg/mL,提示配伍PDG后毒性减小。PDG单用安全性好,各质量浓度致斑马鱼死亡率低(小于10%),未能计算出LC50值。

2 LEEC配伍CEPF及二者代表成分配伍对斑马鱼代谢的影响

LEEC与CEPF及代表成分配伍经斑马鱼作用后0~5 d的HPLC图见图5。以补骨脂香豆素糖苷(PSS、IPSS)及其代谢物(PS、IPS)为指标,计算各自占4种香豆素成分含量总和的百分比计为相对质量分数[12],结果见图6。

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

CEPF单独给予1 dpf斑马鱼1~3 d(2~4 dpf)后,少部分PSS(约12.9%)和IPSS(约1.0%)缓慢脱糖基分别转化为PS和IPS,至给药后4 d(5 dpf)后代谢速率明显增加,PSS和IPSS全部转化为PS和IPS,其相对质量分数分别为67.0%和33.0%;至给药后5 d(6 dpf),PS、IPS含量相对稳定不变。配伍LEEC后,PSS和IPSS代谢速率明显减慢,至给药后4 d(5 dpf),仅少部分PSS(约20.9%)和IPSS(约2.9%)转化为PS和IPS,直至给药后5 d(6 dpf)才全部转化为PS和IPS。

补骨脂香豆素糖苷代表成分PSS和IPSS,分别单独给予1 dpf斑马鱼2 d(3 dpf)或3 d(4 dpf)后均相对稳定,相应代谢物PS或IPS检测不到或很少(小于5.0%)。PSS在给药后3~4 d(4~5 dpf)代谢速率加快,相对质量分数分别降至65.1%和0.0%,其代谢物PS的相对质量分数相应增加至34.9%和100.0%,配伍PDG后,PSS代谢速率减慢,在给药后4 d的相对质量分数仍为84.0%,直至给药后5 d(6 dpf)才降至8.3%;IPSS在给药后5 d(6 dpf)代谢速率加快,相对质量分数由4 d(5 dpf)的92.3%降至32.1%,其代谢物IPS的相对质量分数由7.7%增加至67.9%,配伍PDG后,IPSS代谢速率亦减慢,给药后5 d(6 dpf)相对质量分数仅降至89.9%,较单独给药高出57.8%。

3 杜仲配伍补骨脂对其香豆素提取物/成分的抗骨质疏松活性影响

各组斑马鱼幼鱼(8 dpf)头骨茜素红染色的显微成像结果见图7,图像分析软件所得结果见图8。与溶媒对照组比较,模型组的斑马鱼头骨染色矿化面积和累积吸光度值明显降低(P<0.05、0.001),表明25 μmol/L泼尼松龙造模成功;与模型组比较,依替膦酸二钠组矿化面积或累积吸光度值显著升高(P<0.05、0.01、0.001),CEPF(0.1 μg/mL)组、LEEC(0.5 μg/mL)组以及二者配伍(0.5、2.5 μg/mL)组矿化面积显著增加(P<0.05),CEPF、LEEC及二者配伍1CEPF∶2LEEC各质量浓度(0.1、0.5、2.5 μg/mL)组累积吸光度值均显著增加(P<0.01、0.001),CEPF配伍LEEC(0.5、2.5 μg/mL)组的矿化面积和累积吸光度值高于相同质量浓度CEPF、LEEC单独给药,其中2.5 μg/mL配伍组的累积吸光度值显著高于CEPF或LEEC单独给药(P<0.05),0.5 μg/mL配伍组的累积吸光度值显著高于CEPF单独给药(P<0.05)。

杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响

PSS(0.4、2.0 μg/mL)组、PDG(2.0 μg/mL)组以及0.4、2.0 μg/mL二者配伍(5PSS∶2PDG)组矿化面积较模型组显著增加(P<0.05、0.01),PDG及其与PSS配伍(0.4、2.0 μg/mL)组累积吸光度值均显著增加(P<0.05、0.01、0.001),且配伍组累积吸光度值高于二者相同质量浓度单独给药,其中0.4、2.0 µg/mL配伍组累积吸光度值显著高于PSS单独给药(P<0.05)。

IPSS(0.08、0.4 μg/mL)组、PDG各质量浓度组以及0.4、2.0 μg/mL二者配伍(5IPSS∶2PDG)组矿化面积较模型组均显著增加(P<0.05、0.01),除IPSS(2.0 μg/mL)组外,各质量浓度(0.08、0.4、2.0 μg/mL)的IPSS、PDG及二者配伍组累积吸光度值均显著增加(P<0.05、0.01),且配伍组累积吸光度值高于二者相同质量浓度单独给药,其中2.0 µg/mL配伍组累积吸光度值显著高于IPSS单独给药(P<0.05)。

讨论

近年来,含补骨脂相关制剂引起的肝损伤不良反应受到关注,配伍减毒是其临床安全用药的有效手段。源于宋代《太平惠民和剂局方》的青娥丸以杜仲-补骨脂药对为君药和臣药,临床用药安全有效,故研究杜仲配伍补骨脂的减毒作用具有代表性,为补骨脂临床安全配伍用药提供参考。

药物的毒/效产生与其在体内的代谢转化紧密相关,故综合考虑代谢-效/毒的变化能更好体现药物配伍的整合作用。而采用活体动物实验是确定药物的有效性与安全性的必需环节。如何实现高效、规模化的评价至关重要,近年来斑马鱼因遗传特性与人类高度保守等优点而被广泛用于探索药物药理、毒理及代谢等研究,此外斑马鱼易于饲养,繁殖能力较强,体外受精卵发育迅速,主要器官在受精后5 d均已基本形成,头骨在受精后8~9 d也已发育完整,幼鱼全身透明,适合显微镜下实时动态观察,体小适合微板中实验,实现大规模筛选[17-18]。

广义上讲,模态是指通过不同渠道和媒介获得的模式数据或符号系统,包括文字、图像、视频、声音甚至知识图谱。而2种以上模态的交叉或者一种模态下多类测量指标的融合均可称为多模态。多模态在药物筛选、多模态影像、多模态单细胞组学等方兴未艾[19]。张伯礼院士团队[19]从中医药整体观出发,提出中药药效物质多模态辨识,指综合运用化学分析、影像学、多组学以及信息学等学科技术,在微观、介观、宏观等多个尺度辨析中药化学组成与生物效应间的相关性,并运用模式识别、机器学习等智能计算方式融合多模态信息,从而辨识中药药效物质及其整合调节作用。

斑马鱼模型具有活体成像优势,对1个或多个图像指标进行观测,结合分子生物学变化,越来越多地用于多模态水平开展中药药效物质研究[20]。本研究整合斑马鱼活体成像,头骨染色图像、致死量、成分转化等多指标分析,实现反应代谢-毒/效的多模态评价。

以糖苷(PSS和IPSS)为代表的补骨脂香豆素类成分是其传统水煎液的主要成分,故本研究探讨LEEC配伍CEPF及二者代表成分配伍后的代谢、毒性及抗骨质疏松活性变化,以期揭示二药配伍的机制。斑马鱼毒性评价发现,CEPF单独用药致斑马鱼的死亡率和致心包、卵黄囊等形态畸变均大于LEEC,200~800 μg/mL CEPF致鱼死亡主要在给药72~120 h(4~6 dpf)逐渐增加,二者不同比例组合后,随着LEEC的占比增加(50%~80%),致鱼死亡质量浓度(600~800 μg/mL)较CEPF单用提高,死亡时间延迟约24 h,死亡率也相应降低,且6 dpf斑马鱼的LC50值相应逐步提高,提示具减毒作用。杜仲木脂素代表成分PDG配伍补骨脂香豆素代表糖苷PSS和IPSS致斑马鱼死亡具有相似减毒结果,给药120 h后,明显降低PSS或IPSS(400、500 μg/mL)组鱼死亡率(最高降低56.7%),6 dpf的LC50值也分别增加。

斑马鱼代谢研究发现,CEPF单独给予1 dpf斑马鱼,主要成分PSS和IPSS在给药后4 d(5 dpf)代谢速率明显增加,分别全部脱糖基转化为PS和IPS,配伍LEEC后,PSS和IPSS代谢速率明显减慢,直至给药后5 d(6 dpf)才全部转化为PS和IPS。同样杜仲木脂素成分PDG配伍可减慢PSS和IPSS的代谢速度。PS和IPS是补骨脂肝损伤相关成分[21-23],补骨脂CEPF及PSS和IPSS致鱼死亡或畸变与代谢物PS和IPS的产生密切相关,杜仲LEEC及PDG配伍使PS和IPS产生减慢,是减毒的重要因素。

用泼尼松龙诱导斑马鱼骨质疏松模型评价,以8 dpf斑马鱼头骨矿化面积和累积吸光度值为指标,结果表明,LEEC配伍CEPF(0.5、2.5 μg/mL)组的累积吸光度值显著高于相同质量浓度CEPF和/或LEEC单独给药。PDG配伍PSS或IPSS(0.4、2.0 μg/mL)组累积吸光度值显著高于PSS或IPSS单独给药。斑马鱼头骨累积吸光度值相当于骨质疏松评价金指标“骨密度”,可见上述配伍组合有一定增强抗骨质疏松活性的作用。

综上,用斑马鱼评价发现杜仲配伍对补骨脂香豆素类成分的代谢、毒性及抗骨质疏松活性的多模态变化,发现配伍使糖苷转化为毒性苷元的速度减慢与减毒作用相关,配伍尚能增强抗骨质疏松活性。该方法对中药配伍的效/毒作用起到了快速与精准的辨识,为评价壮骨中药配伍组合的减毒增效作用提供了有意义的方法与构想。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献(略)

来 源:高一波,李佳妍,石子琪,宁 青,韦英杰.基于斑马鱼多模态评价杜仲配伍补骨脂对其香豆素成分的代谢及毒/效影响 [J]. 中草药, 2023, 54(5):1449-1460.

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