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药物性肝损伤体外筛选模型构建及何首乌致肝损伤机制的探索

一、引言

1.1研究背景

在现代医学领域，药物性肝损伤（Drug-inducedLiverInjury，DILI）是一个不容忽视的重要问题。它指的是由各类处方或非处方的化学药物、生物制剂、传统中药、天然药、保健品、膳食补充剂及其代谢产物乃至辅料等所诱发的肝脏损伤。DILI的发生不仅给患者的身体健康带来严重威胁，也对医药行业的发展产生了诸多挑战。

从发病率来看，不同国家和人群中的DILI发生率存在差异。西方国家在2002-2017年期间，DILI发生率为（2.4-13.9）/10万人年，而我国在2019年的发生率高达23.8/10万人年，远高于西方国家。大部分DILI患者在停用致肝损伤药物后可恢复正常，但仍有11%-17%的患者会发生慢性化，6%-10%可出现急性肝衰竭，甚至面临死亡或需要进行肝移植的严峻后果。例如，一些药物在治疗疾病的同时，可能会穿透肝细胞的细胞膜，进入细胞内部并改变细胞膜的结构和功能，减少氧化还原反应的速率，影响细胞膜的能量代谢，进而导致肝细胞的功能受到影响，严重时可引发不可逆的肝损伤，最终导致肝功能衰竭。

目前，评估药物毒性的方法主要包括化学测试方法和动物试验。然而，这些传统测试模型存在着诸多局限性。化学测试方法可能无法全面反映药物在生物体内的复杂作用机制；动物试验虽然能在一定程度上模拟药物对生物系统的影响，但成本高、耗时长，且由于动物与人体在生化代谢和免疫系统上存在差异，难以完全准确地模拟人类体内环境，导致对肝毒性的评估存在一定的局限性和不足。因此，开发更加准确、有效的体外筛选模型，成为了当前药物安全性研究领域的迫切需求。

何首乌作为中国传统草药之一，在临床上具有悠久的应用历史，被广泛用于治疗肝炎和肝硬化等疾病，还常被应用于中药组方以及保健品中。何首乌主要含有二苯乙烯苷类、蒽醌类、磷脂类、黄酮类等有效成分，这些成分赋予了它多种药理活性，如改善肝脏功能，调节免疫系统、抗氧化等。然而，近年来随着何首乌使用量的增加，与之相关的肝损伤问题逐渐浮出水面。多篇文献报道了何首乌提取物或其制剂在使用过程中可能导致肝功能异常，甚至肝损伤的案例。动物实验证实，何首乌的长期或大剂量使用可导致实验动物出现肝功能异常、肝组织病理学改变，如脂肪变性、炎症细胞浸润等；体外实验也显示，何首乌提取物能够引起肝细胞凋亡、坏死，以及细胞内氧化应激水平的升高。何首乌的肝损伤问题引起了广泛关注，但其致肝损伤的机制尚不清楚，这无疑对其临床安全应用和药效评价带来了严峻挑战。

1.2研究目的与意义

本研究旨在构建药物性肝损伤体外筛选模型，并对何首乌致肝损伤的机制进行初步探究。通过选择合适的体外筛选模型，开发一种高通量的药物性肝损伤筛选工具，能够在药物研发的早期阶段，更快速、准确地评估药物对肝脏的毒性，有效降低药物研发成本和风险，提高药物研发的成功率，为临床安全用药提供有力保障。

针对何首乌致肝损伤机制的研究，具有重要的理论和实际应用价值。从理论层面来看，深入剖析何首乌致肝损伤的分子机制、生物学特征等，有助于丰富我们对中药肝毒性的认识，完善中药安全性评价体系，为中药药理学和毒理学的发展提供新的理论依据。从实际应用角度出发，明确何首乌致肝损伤的机制，能够为何首乌的安全使用提供科学的理论指导，帮助临床医生和患者更加合理地应用何首乌及其制剂，避免不必要的肝损伤风险。同时，也有助于推动中药产业的健康发展，促进中药的现代化和国际化进程。

对药物性肝损伤体外筛选模型的构建以及何首乌致肝损伤机制的研究，不仅能够提高人们对药物和中草药使用的安全性意识，保障公众的健康安全，还能为医药领域的发展提供新的思路和方法，具有重要的科学意义和社会价值。

二、药物性肝损伤体外筛选模型概述

2.1模型类型及原理

2.1.1细胞系模型

细胞系模型是药物性肝损伤体外筛选中常用的模型之一，其中HepG2和L02细胞系较为典型。HepG2细胞系来源于人肝癌细胞，具有上皮细胞形态，能够表达多种药物代谢酶和转运体。由于其来源于肝癌细胞，在某些生物学特性上与正常肝细胞存在差异，但因其具有容易获取、培养条件相对简单、可无限传代等优点，在药物性肝损伤研究中被广泛应用。在研究对乙酰氨基酚（APAP）的肝毒性时，APAP进入HepG2细胞后，会在细胞色素P450酶系的作用下代谢生成N-乙酰-p-苯醌亚胺（NAPQI），NAPQI具有高度反应活性，能够与细胞内的蛋白质、谷胱甘肽等亲核物质共价结合，导致细胞内氧化还原失衡，引发氧化应激反应，进而造成细胞损伤。通过检测HepG2细胞在APAP作用下的细胞活性、凋亡率、氧化应激指标以及相关基因和