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肾脏有机阴离子转运体(OATs)表达在肾小管上皮细胞基底侧或顶侧,参与肾小管分泌或重吸收,是肾脏功能的重要组成部分。很多临床上常用的治疗药物以及很多与疾病相关的内源性化合物能够与肾脏OATs发生相互作用。中药大黄是我国著名的传统中药材,大黄中主要的活性成分为大黄蒽醌类化合物,包括大黄酸、大黄素、芦荟大黄素、大黄酚和大黄素甲醚等。文献报道大黄酸在动物肾脏组织中的浓度分布显著高于其他组织器官。而大黄酸在生理条件下以阴离子形式存在,符合OATs的底物特性,因此推测大黄酸可能与肾脏OATs发生相互作用。此外,五种大黄蒽醌类化合物结构相似,其他大黄蒽醌类化合物也可能与OATs发生相互作用。本课题对五种大黄蒽醌类化合物与肾脏OATs的相互作用进行研究,主要就大黄蒽醌类化合物是否为OATs底物或抑制剂；大黄酸在肾脏高浓度分布是否与肾脏表达的OATs相关；大黄蒽醌类化合物与肾脏OATs底物在动物体内是否能够发生相互作用；大黄蒽醌类化合物与肾脏OATs相互作用是否具有应用价值等科学问题进行探讨,为大黄临床合理用药提供参考。在研究中发现,肠道外排转运体可能参与肾毒性OATs底物马兜铃酸A (AAI)的肠道转运。因此,本课题也研究了AAI与P-gp、MRP2和BCRP的相互作用,进一步揭示肠道外排转运体在AAI体内吸收和毒性作用中所发挥的作用。第一部分五种大黄蒽醌类化合物与hOAT1和hOAT3相互作用应用高表达hOAT1和hOAT3的细胞模型,研究了五种大黄蒽醌类化合物(大黄酸、大黄素、芦荟大黄素、大黄酚和大黄素甲醚)与转运体的相互作用。结果显示,五种大黄蒽醌类化合物对hOATl和hOAT3均具有抑制作用,其中大黄酸对hOATl和hOAT3的抑制作用最强,其次是大黄素和芦荟大黄素,大黄酚和大黄素甲醚对hOAT1和hOAT3的抑制作用较弱。进一步研究发现,抑制剂预孵育能够增加某些大黄蒽醌类化合物对hOAT1或hOAT3的抑制作用,且抑制作用随预孵育时间的延长而增加。细胞积聚实验结果显示,五种大黄蒽醌类化合物均不是hOAT1或hOAT3的底物。第二部分大黄酸和大黄提取物对呋塞米大鼠药物动力学影响为进一步研究大黄蒽醌类化合物在体内对肾脏OATs的抑制作用,我们研究了大黄酸和大黄提取物(单次或多次给药后)对OATs底物呋塞米在大鼠体内药物动力学的影响。合用大黄酸使呋塞米在大鼠体内的AUC(0-t)增加了65%,平均驻留时间显著增加,清除率和表观分布容积显著降低。合用大黄提取物(单次或多次给药后),使呋塞米的AUC0-t值增加了32%和52%。说明大黄酸和大黄提取物能够在动物体内抑制OATs,与OATs底物合用可能发生药物相互作用。第三部分大黄酸和大黄提取物对AAI及其去甲基代谢物大鼠药物动力学和组织分布影响AAI为肾毒性物质,也是肾脏OATs的底物。肾脏OATs摄取AAI进入肾脏,介导AAI的肾脏毒性。我们研究了大黄酸和大黄提取物合用AAI,对AAI及其去甲基代谢物(AAIa)在大鼠体内的药物动力学以及组织分布的影响。结果显示,合用大黄酸使AAI和AAIa的AUC(0-t)增加了38%和31%。合用大黄提取物对AAI和AAIa的血药浓度没有显著影响。但是合用大黄酸和大黄提取物,均显著降低AAI在肾脏的分布。在5min、10min和20min时间点,大黄酸使AAI在肾脏组织中浓度分别降低至对照组的50%、42%和58%,大黄提取物使AAI在肾脏组织中浓度分别降低至对照组的63%、58%和68%。第四部分AAI与肠道外排转运体相互作用前期研究发现,AAI在Caco2细胞中双向转运的外排率为5.8,大于2,说明有外排转运体参与AAI的外排转运。因此在高表达MDR1、MRP2和BCRP的细胞模型中,研究AAI与这三种肠道主要表达的外排转运体之间相互作用。结果显示,AAI不是P-gp底物,也不是MRP2底物,而是BCRP的底物。结论本论文研究结果显示,五种大黄蒽醌类化合物均为hOAT1和hOAT3的抑制剂,其中大黄酸对hOATl和hOAT3的抑制作用最强。五种大黄蒽醌类化合物均不是hOAT1或hOAT3的底物,因此不能证明大黄酸在肾脏高浓度分布是否与肾脏表达的OATs相关。大黄酸和大黄提取物在体内能够与OATs底物呋塞米发生相互作用,使呋塞米的血药浓度显著增加,说明大黄蒽醌类化合物与OATs底物在动物体内也能发生相互作用。由于肾脏OATs介导很多肾毒性物质在肾脏积聚,大黄合用OATs毒性底物AAI,能够有效降低AAI的肾脏分布,可能发挥对肾脏的保护作用。此外,在论文的研究中发现AAI为肠道外排转运体BCRP的底物,但不是P-gp和MRP2的底物,说明肠道外排转运体通过影响AAI的肠道吸收,可能影响其体内毒性作用。