一种基于GSH荧光检测的药物性肝损伤评价模型的建立和应用

来源 :西南医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:colawing1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:
  本研究旨在建立一种体外药物性肝损伤的评价模型,该模型基于自主设计并合成的荧光探针,通过精确监测细胞内还原型谷胱甘肽(GSH)含量变化,评价药物对肝脏损伤的程度。该模型的成功建立和实际应用为药物研发、临床诊治中评价药物肝毒性提供基础数据。
  方法:
  1.针对GSH巯基基团的还原能力,以各种脂肪族卤素作为传感基团,合成一系列基于香豆素母核的荧光探针,并通过液相色谱-质谱联用(LC-MS)和核磁共振谱(NMR)分析确定化学结构。
  2.采用传统荧光探针评价方法,如选择性检测、抗干扰实验、灵敏度检测、临床样本应用等,并结合首次建立的还原型谷胱甘肽/半胱氨酸/高半胱氨酸(GSH/Cys/Hcy)共存条件评价方法,进行GSH特异性荧光探针的筛选及探针属性考察。利用LC-MS和密度泛函理论(DFT)进行荧光探针对三种生物硫醇响应差异的机制探究和验证。
  3.在复杂环境中(如活细胞、秀丽隐杆线虫),考察GSH高特异性荧光探针的生物成像能力和监测能力。最终,与肝细胞共孵育,建立体外药物性肝损伤评价模型,使用药物和饥饿等化学和生理干预方式进行模型验证,并使用临床10种常见药物对该模型进行应用。
  结果:
  1.基于香豆素母核(CBF),通过加成不同的卤代酯和改变碳链长短的策略,成功设计并合成了一系列脂肪族卤素荧光探针CBF1,CBF2,CBF3,CBF4。通过核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)以及高分辨质谱法(QTOF-MS),表征及确定这一系列探针化学结构。
  2.通过对这一系列脂肪族卤素探针进行GSH特异性初步筛选以及量子化学验证,筛选出对GSH具有选择性的氯丙酸(CBF3)荧光探针。特别是在模拟正常生理浓度下,CBF3荧光探针对GSH的选择性远远高于Cys和Hcy。此外,首次通过GSH/Cys/Hcy共存条件评价方法,进一步验证CBF3荧光探针对GSH具有高特异性以及抗干扰能力强的性能。通过探针荧光属性实验,发现CBF3荧光探针具有高灵敏度的特点,其中最低检测限(LOD)为9.2nM。此外,在正常生理情况下(pH=6-8),CBF3荧光探针对GSH具有显著的荧光响应。在临床应用中,CBF3荧光探针能定量检测真实血清样本中的GSH含量。
  3.通过LC-MS和密度泛函理论(DFT),发现CBF3荧光探针对三种生物硫醇的反应机理是通过两步反应的,第一步传感基团中的卤素原子与生物硫醇中的巯基发生亲核取代反应,第二步反应中间体在识别基团的酯键处发生断裂,随后自身环化,由于GSH环形成速度以及含量远大于Cys和Hcy,因此CBF3荧光探针对GSH具有高特异性。又因为酯介导的空间位阻效应以及7位羟基和苯并噻唑基团的电子供体-受体关系引起分子内电荷转移(ICT),导致CBF3荧光探针对GSH荧光响应显著增加。
  4.在复杂环境中,CBF3荧光探针最高剂量对细胞(HeLa、HepG2)均展现出较高的安全性(细胞活力比率>90%),并对生物活体具备良好的生物成像能力。尤其是在秀丽隐杆线虫中,CBF3荧光探针随着GSH含量的变化而变化,展现出在复杂环境中对GSH卓越的监测能力。
  5.基于CBF3荧光探针在复杂环境中的良好检测能力,与HepG2细胞共同培育,成功建立了药物性肝损伤的细胞评价模型。利用经典肝损伤性药物作用于该评价模型,验证了该模型具有良好的肝损伤预测能力。利用该评价模型,进行临床常见药物的肝毒性评估,根据评价结果发现,荧光强度越弱,药物肝毒性越强,在体内越容易引发药物性肝损伤。
  结论:
  本研究成功建立了一种基于GSH荧光检测的药物性肝损伤评价模型。该模型的建立,可快速评价给定药物的肝毒性,也可用于预测药物诱导的肝损伤潜在机制的研究,推动了安全有效用药的进一步发展。这一发现将为药物研发中药物肝毒性评价提供新的检测方法,极大地促进药物性肝损伤相关临床诊断的研究。
其他文献
目的:通过体外细胞实验,检测顺铂(cisdiamminodichloroplatinumⅡdichloride,cisplatin,DDP)干预人肺腺癌A549细胞后细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)、磷酸化细胞外信号调节激酶(phospho-extracellular signal-regulated kinase,p-E
学位
目的:探讨阿托伐他汀钙通过对慢性阻塞性肺病模型大鼠肺组织、血清中组蛋白脱乙酰酶-2(histone deacetylation enzyme-2,HDAC2)浓度含量及其表达的调节,从而改善慢阻肺模型大鼠血管重塑的程度,为治疗慢性阻塞性肺疾病引起肺血管重构提供新的方向。  方法:选取共十八只健康雌性SD大鼠,使用数字随机分配方法,分为空白组(S1组)、慢性阻塞性肺病模型组(S2组)、慢阻肺模型+阿
期刊
目的:肝纤维化是大多数慢性肝病(CLD)进展为肝硬化甚至肝癌的关键步骤,也是是制约临床预后的关键性因素。目前认为肝纤维化形成的关键是肝星状细胞(HSCs)的持续激活,引起细胞外基质(ECM)的过度沉积。炎症反应、氧化应激损伤、细胞凋亡等均是激活HSCs的重要因素,这标志着通过抗炎、抗氧化,使肝纤维化形成过程中的HSCs减少或失活是抗纤维化的主要目标。转化生长因子(TGF-β)是促进组织修复的正反馈
学位
目的:新型冠状病毒肺炎(COVID-19)重型与危重型患者占比小,目前对两型患者的临床特征知之甚少。因此,本文拟对COVID-19重型与危重型患者以及危重型患者中死亡与非死亡患者的临床特征进行分析。  方法:本研究采用回顾性临床病历资料分析,数据来源于2019年12月至2020年3月中部战区总医院、湖北省妇幼保健院光谷院区收治的144例COVID-19重型以上患者的电子病历资料。描述重型与危重型患
期刊
目的:  肝硬化是各种原因导致慢性肝损伤的修复反应,早诊断、早治疗对疾病预后极为重要。肝穿刺活检仍然是诊断肝硬化的“金标准”,但是考虑到肝穿刺活检的有创性及风险性,临床上用于评估肝硬化的无创手段则显得很重要。到目前为止,很多无创模型被用于诊断肝硬化,但诊断效能不一。本研究目的是评价GP(globulin-platelet,球蛋白-血小板模型)、FIB-4(fibrosis index based
学位
期刊
咯血是临床常见症状。根据咯血量的多少,可分为痰中带血、少量咯血、中量咯血和大咯血,目前尚无明确统一标准。部分咯血病人起始仅出现少量咯血,多采用内科止血手段,但患者存在反复咯血、大咯血可能,甚至出现休克、死亡,因此我们应采取更积极的措施。目前支气管动脉栓塞术(Bronchial Artery Embolization,BAE)已成为大咯血的有效治疗手段,BAE关键在于找到引起咯血的责任血管,而计算机
学位