摘要
近年来,海洋多糖及其衍生物因其独特的化学性质以及良好的生物活性而备受研究学者的关注,广泛应用于生物医药工程领域。褐藻胶是从褐藻中提取分离的一种聚阴离子多糖,主要是由甘露糖醛酸(Mannuronicacid,M)与古罗糖醛酸(Guluronicacid,G)构成。研究表明,褐藻胶糖链中C-2、C-3位羟基经硫酸化形成褐藻胶硫酸酯衍生物具有抗凝血、抗氧化、抗病毒、抗炎等多种生物活性。1984年研制上市的我国第一个海洋糖类药物藻酸双酯钠(PSS)就是褐藻胶硫酸酯多糖中的佼佼者。作为一种多糖药物,PSS产品的质量控制良莠不齐、构效关系不明确、口服生物利用度低等因素限制其进一步发展和临床应用。 前期,通过对实验室制备的系列聚古罗糖醛酸及聚甘露糖醛酸多糖硫酸酯衍生物活性评价发现,聚古罗糖醛酸硫酸酯衍生物(PGGS)的抗凝血活性较强,具有开发成为新型抗凝血药物的潜质。但该化合物在成药性方面存在中间体质控方法欠缺、结构阐述不够明确、药代研究滞后等问题,基于上述问题,本文拟从PGGS原料药质量控制和药代分析研究两方面,进行化合物成药性研究探索,主要研究内容如下: 1.褐藻胶及其聚古罗糖醛酸硫酸酯衍生物的理化性质分析 首先对三个不同厂家的褐藻胶原料进行质控分析,对柱前衍生高效液相色谱法测定M/G的降解条件进行优化,实现了高G含量褐藻胶M/G的准确测定;筛选确定了适于制备PGGS的起始物料褐藻胶。通过对褐藻胶进行降解、分级和化学修饰,成功制备了分子量为16-20kDa的聚古罗糖醛酸硫酸酯衍生物(PGGS),为后续的药代动力学研究提供了原料。通过1H-NMR、IR、UV等技术对聚古罗糖醛酸硫酸酯衍生物进行了结构分析。 建立了PGGS关键理化性质检测分析方法,并对不同批次样品进行了测定。采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用的检测分析方法,建立了甲酰胺溶剂残留含量测定方法,并对此方法进行了方法学验证,证明该方法准确、灵敏、专属性良好,可用于褐藻胶硫酸酯中甲酰胺溶剂残留含量的测定。 2.PGGS微量分析方法的建立及其药代动力学研究 采用FITC对PGGS进行荧光标记,建立了FITC荧光标记微量分析PGGS含量的方法,并进行了方法学验证;结果显示,该方法的准确度、精密度和稳定性良好,适用于PGGS的微量分析。 采用荧光标记微量分析方法分别对小鼠和大鼠体内的PGGS的药代动力学进行了初步研究,药代动力学参数采用DAS3.0非房室模型进行计算。结果表明,PGGS在小鼠体内的口服生物利用度为26.14%,在大鼠体内的口服生物利用度为8.15%,口服生物利用度不同可能与动物种属差异有关。PGGS口服给药生物利用度较低,可能与样品的分子量较大难以透肠吸收有关。 3.PGGS在HCT116肠细胞中的吸收以及裸鼠体内分布研究 以FITC标记的PGGS样品探究了不同分子量段的PGGS样品在HCT116肠细胞中的吸收情况,结果显示,样品可以进入肠细胞内,且分子量越小透膜性越强。 采用荧光染料Cy7-NHS对PGGS进行荧光标记,分别以口服给药和尾静脉注射给药两种方式,利用动物活体成像技术研究了PGGS在裸鼠体内的分布。结果显示:尾静脉注射给药,PGGS在裸鼠体内入血较快,呈全身弥漫性扩散,2min可观察到裸鼠膀胱部位的强荧光,且药物逐渐向肾脏和膀胱聚集,呈现肾排泄的特点;口服给药,在胃肠部荧光信号强,无明显全身弥散扩散现象,6h后发现脾脏荧光信号增强,在0-24h内PGGS主要经胃肠道代谢,在24h后药物基本代谢完全。该方法简便直观,数据可靠,为PGGS后续动物水平活性评价和药代动力学研究提供了参考。 综上所述,本文对起始物料褐藻胶进行了质控分析,对实验室制备的聚古罗糖醛酸硫酸酯衍生物进行了结构表征和理化性质分析,建立了PGGS关键质控指标的分析检测方法。进一步采用大鼠和小鼠动物模型对PGGS进行了初步药代动力学研究,发现其口服生物利用度较低。裸鼠体内荧光成像实验结果显示,PGGS尾静脉注射给药主要经肾脏代谢,口服给药主要经胃肠道代谢。本论文研究结果为海洋药物的进一步开发提供了理论基础和参考。