本研究由Xiaoqing Fan、Jie Bai、Minwan Hu、Yanxia Xu、Shengyu Zhao、Yanhong Sun、Baolian Wang、Jinping Hu和Yan Li共同完成，作者单位包括中国医学科学院北京协和医学院天然药物活性物质与功能国家重点实验室、药物代谢研究室、北京市非临床药物代谢与PK/PD研究重点实验室、北京市活性物质发现与成药性评价重点实验室，以及首都医科大学药学院。该研究于2020年3月25日被期刊Toxicology接收，DOI编号为10.1016/j.tox.2020.152445。

学术背景

本研究属于药物代谢与转运体药理学的交叉领域，聚焦于有机阴离子转运多肽1B1（OATP1B1，organic anion transporting polypeptide 1B1）与黄酮类化合物的相互作用及其在预测肝保护效应中的三维结构-活性关系。OATP1B1是一种肝脏特异性摄取转运蛋白，参与多种内源性物质（如胆汁酸）和外源性药物（如他汀类和甲氨蝶呤）的肝细胞摄取。已有研究表明，OATP1B1的功能异常或抑制可能导致药物性肝损伤（DILI，drug-induced liver injury），例如抗肺动脉高压药物波生坦（bosentan）通过OATP1B1介导的肝摄取会抑制胆汁盐输出泵（BSEP），进而引发肝内胆汁淤积。黄酮类化合物广泛存在于蔬菜、水果和草药中，部分已被报道可通过调节转运体引发食物/草药-药物相互作用（DDI）。因此，本研究旨在系统性评估99种黄酮类化合物对OATP1B1的抑制作用，并通过结构-活性关系分析预测其缓解波生坦诱导肝损伤的潜力。

研究流程

1. 黄酮类化合物的细胞毒性筛选
   使用MTT法评估99种黄酮类化合物在OATP1B1-HEK293细胞中的毒性。86种化合物在50 μM浓度下细胞存活率>85%，其余化合物根据毒性测试结果调整实验浓度（如虹彩酮和橘皮素为10 μM）。

2. OATP1B1抑制作用的体外评估

   • 摄取实验：在OATP1B1-HEK293细胞中，以氟伐他汀（fluvastatin，5 μM）为底物，检测黄酮类化合物（50 μM或最大无毒浓度）对其摄取的抑制率。阳性对照为利福平（rifampin，100 μM）。
     
   • 浓度依赖性抑制：对抑制率>50%的8种黄酮类化合物（如生物查耳酮A、木犀草素等）进一步测定IC50值，采用GraphPad Prism软件拟合单点相对抑制模型。

3. 甲氨蝶呤（MTX）细胞毒性缓解实验
   在OATP1B1-HEK293细胞中，评估8种黄酮类化合物（浓度为IC50的2倍）对MTX（0.1–100 μM）诱导的细胞毒性的影响，通过MTT法检测细胞存活率。

4. 体内药代动力学研究

   • 动物模型：30只SD大鼠分为10组，分别灌胃黄酮类化合物（如生物查耳酮A 50 mg/kg）或对照溶剂后，静脉注射MTX（2 mg/kg）。
     
   • 血样分析：采集0–24小时血浆样本，通过HPLC-MS/MS测定MTX浓度，计算药代动力学参数（AUC、半衰期等）。

5. 波生坦诱导肝损伤的缓解作用

   • 血清指标：测定波生坦（100 mg/kg）给药后10分钟血清总胆汁酸（TBA）、ALT和AST水平。
     
   • 肝脏药物浓度：通过HPLC-MS/MS检测肝脏中波生坦的浓度变化。

6. 三维药效团模型构建
   使用Discovery Studio软件，基于6种强效抑制剂（如生物查耳酮A、木犀草素）的结构特征，建立OATP1B1抑制剂的共同药效团模型，分析氢键供体（HBD）和氢键受体（HBA）的关键作用位点（如4’、5、7位）。

主要结果

1. 体外抑制作用：8种黄酮类化合物对OATP1B1的抑制率>50%，其中甘草查耳酮A（licochalcone A）抑制最强（IC50=7.96 μM），其次为木犀草素（IC50=22.03 μM）。糖基化会减弱抑制作用（如异甘草素与异甘草苷）。
   
2. MTX毒性缓解：8种化合物显著降低MTX的细胞毒性，其中木犀草素效果优于利福平（50–100 μM时细胞存活率提升最显著）。
   
3. 药代动力学影响：黄酮类化合物使MTX的AUC0–t增加28.27%–82.71%（利福平为208.21%），表明其通过抑制OATP1B1减少MTX的肝脏摄取。
   
4. 肝保护作用：黄酮类化合物降低波生坦诱导的血清TBA升高（如槲皮素使肝脏波生坦浓度降低54.17%），验证了OATP1B1抑制对胆汁淤积的缓解作用。
   
5. 结构-活性关系：药效团模型显示，4’、5、7位的HBD和HBA是抑制活性的关键位点，空间位阻（如糖基）会削弱抑制作用。

结论与价值

本研究首次系统性评估了99种黄酮类化合物对OATP1B1的抑制作用，发现8种强效抑制剂可通过减少OATP1B1介导的药物摄取缓解肝损伤。三维药效团模型为预测食物/草药-药物相互作用提供了理论工具，并为设计低毒OATP1B1抑制剂以防治DILI提供了结构优化策略。科学价值在于阐明了黄酮类化合物的转运体调控机制，应用价值在于指导临床合理使用含黄酮的膳食补充剂或草药。

研究亮点

1. 全面筛选：覆盖99种黄酮类化合物，涵盖多种亚型（黄酮、黄酮醇、查耳酮等）。
   
2. 多维度验证：结合体外抑制、细胞毒性、体内药代及肝保护模型，形成完整证据链。
   
3. 创新模型：建立的药效团模型首次揭示HBD/HBA在OATP1B1抑制中的关键作用。
   
4. 转化意义：为波生坦等OATP1B1底物药物的肝毒性防护提供了天然化合物解决方案。
   

其他价值

研究还提示，常见中药（如甘草、黄芩）和食品（柑橘类）中的黄酮类成分可能通过OATP1B1影响药物疗效或毒性，需警惕临床DDI风险。