【摘要】 肝药酶在药物代谢中具有十分重要的作用。对肝药酶的研究方法中，以动物肝脏或肝细胞为基础，构建体外肝代谢系统是体外代谢研究中最重要的环节之一。对体外肝代谢的研究，主要是利用肝微粒体、基因重组CYP450酶系、肝细胞培养、肝组织切片及离体肝灌流系统等方法。本文综述近年国内外所应用的不同体外肝代谢系统，并对各体外代谢研究方法进行比较，指出根据各系统的特性、不同的实验要求和目的，选择适当的研究方法的重要性。 【关键词】 细胞色素P450酶；肝微粒体；肝细胞培养；肝组织切片；离体肝灌流 药物代谢（drug metabolism）一般是指药物的生物转化（drug biotransformation）。药物经生物转化后，可引起药物的药理活性或∕和毒理活性的改变。因此，研究药物的生物转化，明确其代谢过程，对新药开发、新剂型设计及制定合理的临床用药方案等方面都具有重要的指导意义。肝脏是药物生物转化的重要器官，含有参与药物代谢重要的酶系（细胞色素P450酶，cytochrome P450，CYP450)，该酶系参与药物及各种内源性和外源性化合物在体内的代谢过程。CYP450酶系由三十多种同工酶（亚型）组成，主要有CYP1、CYP2、CYP3三大家族［1］。本文所介绍的各种体外代谢系统均含有一种或多种CYP450酶的同工酶，为研究药物体外代谢提供了研究的对象和基础。动物肝体外代谢研究可以较好地排除体内因素干扰，直接观察酶对底物代谢的选择性，为整体试验提供可靠的科学依据。以肝脏为基础的体外代谢系统主要包括肝微粒体、基因重组CYP450酶系、肝细胞、肝组织切片及离体肝灌流。
1肝微粒体 1.1肝微粒体的制备
多数采用差速离心法［2］，通过高速离心使微粒体与其他成分分离，操作简单，无需其他试剂辅助。但较耗时，设备要求高，使该法的普及和深入研究受到一定的限制。针对这些情况，可采用试剂辅助分离的方法［3］，在离心前额外加入一定比例的PEG6000或CaCl2，促进微粒体沉降。此法对设备要求降低，并缩短了实验周期。肝微粒体的制备过程均应在4 ℃下进行。正确、合理地选择缓冲液，能起到良好介质的作用，按比例加入后进行肝组织的破碎和匀浆，才可有效分离肝微粒体和避免细胞器受损。 1.2肝微粒体的主要应用 1.2.1测定CYP450酶活性
测定原理是在特定酶催化下，底物在辅助因子以及适合的温度、时间作用下反应，借助仪器测定生成的特定产物量。由于反应可控和周期短，目前大多数P450酶以肝微粒体作为反应体系进行酶活性的测定［2］。各种酶活性测定的步骤基本相同，差别主要在于酶对应的底物和检测仪器的选择。一般以底物及代谢途经来命名各种酶，如7?乙氧基试卤灵?O?脱乙基酶（CYP 1A1）［4］、氯唑沙宗羟化酶（CYP 2E1）［5］等。根据底物特性选择检测仪器，常用的有紫外∕荧光分光光度计，或联用HPLC系统。 1.2.2考察药物对肝药酶活性的影响
某些药物在体内不同程度地诱导或抑制肝药酶活性，这将影响到同时服用的其他药物的代谢，如抑制CYP 3A活性的药物（如红霉素等），若与其他经这一家族酶代谢的药物（如西尼地平等）同时服用，则可能减慢其代谢，从而增强药效或毒副作用［6］。近年来，关于考察中药成分对肝药酶活性影响的报道增多，从体外分子水平来评价它们对肝代谢的影响，可为中药配伍提供依据。如代方国等［7］考察给以甘草、甘遂、甘遂甘草配伍药液的大鼠的肝微粒体中CYP 2E1的活性，发现甘草组和配伍组对CYP 2E1活性的诱导作用显著高于甘遂组；甘遂可能通过诱导肝脏CYP2E1的表达与活性上升；甘遂甘草配伍使用时，甘草对CYP2E1活性的诱导能力更强，故两者配伍时，可促进甘遂所含前致癌物质和前毒物转化成为致癌物和毒物的过程，并导致对机体毒性作用的增强。 1.2.3进行药物体外代谢途径研究
将药物加入肝微粒体中进行孵育后，利用质谱检测离子碎片来鉴定代谢物的结构，包括药物不同位点上的羟化物或去烷基产物，从而确定代谢途径。有报道指出［8］，新型抗焦虑药AF?5加入人肝微粒体中进行孵育，经GC?MS分析，鉴定出两种主要代谢产物：4?羟基?AF?5（Ⅰ）及4?羰基?AF?5（Ⅱ）。AF?5在肝微粒体中代谢的主要产物为Ⅰ，Ⅰ在人肝微粒体中，可进一步转化为Ⅱ，后者不再被代谢。 1.2.4考察手性药物的代谢立体选择性
周权等［9］把手性药物与大鼠肝微粒体相结合，对其立体选择性代谢作了详细的考察。作者把R/S?普罗帕酮（propafenone，PPF）加入经地塞米松或β?萘黄酮诱导的大鼠肝微粒体中孵育，经提取及手性拆分后，进入HPLC系统分析。结果显示，与对照组相比，在经诱导的肝微粒体中，PPF的Ⅰ相代谢呈显著的立体选择性。
总之，改进后的体外肝微粒体法耗时少，重现性好，易大量操作。适用于酶活性及体外代谢清除等方面的研究，在实际工作中应用较广。但同其他体外肝代谢方法相比，需要的原材料较多，且与体内情况的一致性方面存在不足，因而其结果是否有利预测体内情况仍需进一步研究。 2基因重组人肝微粒体CYP450酶系
利用基因工程及细胞工程，将调控CYP450酶系表达的基因整合到大肠杆菌或昆虫细胞，再经培养可表达高水平的CYP450酶系，纯化后还可获得较单一的CYP450同工酶。在明确某些药物经特定酶代谢后，即以此酶进行单一代谢，更准确地观察代谢结果，避免受其他酶共同参与此代谢途径的干扰。Ching等［10］通过在酵母中克隆方法，得到高表达的人CYP 1A1和CYP 1A2，用于测定普萘洛尔对映体的去烃基化和环羟化反应的立体选择性和酶动力学参数，明确了CYP 1A2均参与了2种途径，但CYP 1A1只参与了去烃化反应。有学者进一步运用重组人肝微粒体，应用酶抑制剂对普萘洛尔对映体的代谢途径进行对照实验［11-13］。其中Yoshimoto等［12］ 应用基因重组的及人肝微粒体中的CYP酶系同工酶进行研究，发现α?萘黄酮对普萘洛尔R/S对映体的N?脱异丙基化（desisopropylation）抑制作用分别为20%和40%；奎尼丁对其2种对映体的4?环羟化代谢的抑制作用较完全；而其他酶抑制剂对其对映体的影响较小。
基因重组CYP450酶系与前述的肝微粒体在研究药物代谢方面具有一定的相关性。但前者在药酶诱导特异性和选择性研究上优于其他的体外方法，并可在分子水平上，为药物与酶在结合位点的相互作用研究提供更多的信息。尽管该方法先进性较为突出，但由于受到设备条件和技术的限制，通过基因工程获得的酶量与种类仍较有限，纯化程度有待进一步提高，故其作为研究代谢的体外系统的地位仍有待进一步提高。 3肝细胞培养 3.1体外培养技术与细胞活性的维持
体外培养包括肝细胞株的培养和原代肝细胞的分离与培养。根据细胞来源于不同，经重复筛选可制备出不同型 |
