APSB佳作:肠道菌群影响抗PD单体的代谢吸收机制！
本期主要看下Acta Pharmaceutica Sinica B（if11.413）里的一篇文章：Gut microbiota mediates the absorption of FLZ, a new drug for Parkinson’s disease treatment，看肠道菌群对一种抗帕金森病的新药吸收的调控作用是如何研究设计的。本文主要是看作者的逻辑思维和设计思路。（本文涉及肠道菌群但并未做代谢组学，主要是考察药物吸收代谢过程）
FLZ，是一种新型的鳞状酰胺合成衍生物，在帕金森病(PD)上的应用正在进行I期临床试验。我们之前的研究表明，FLZ可以通过血脑屏障(BBB)，并对几种实验性PD模型具有很强的神经保护作用。然而，目前FLZ代谢和吸收的潜在机制仍未完全阐明。
1.首先确定FLZ的代谢产物
先采用LC/MSnIT-TOF技术检测的结肠中FLZ及其他代谢成分的含量。在实验动物中检测到了FLZ的8种代谢物，其中FLZ的去甲基化产物M1是数量上的主要代谢物。由于M1在粪便中含量丰富，我们推测肠道微生物群可能参与了FLZ向M1的转化。
再绝对定量结果显示，几乎所有FLZ在结肠含量60min后均转化为M1，生成的M1在60~240分钟内处于稳定水平，说明在此期间，M1没有被肠道微生物群代谢。为了进一步确定肠道微生物群负责FLZ-到-M1的转化，我们将FLZ(50mg/mL)与15株肠道微生物群菌株在体外孵育，然后检测培养物中M1和FLZ的浓度。值得注意的是，鲍曼不动杆菌中M1/FLZ的比值高于所有其他被研究的细菌。这些数据表明，M1是FLZ被肠道微生物群转化的主要代谢物。
2.明确肝、肾和小肠并不是FLZ向M1转化的主要器官，肠道菌群具有该转化的独特性
为了确定肠道微生物群是否具有特异性，并主要负责FLZ-到-M1的转化，我们将FLZ(0.2mg/mL)或M1(0.2mg/mL)与富含药物代谢酶的不同代谢成分孵育。FLZ可被小肠微粒体代谢，而未检测到M1。而M1几乎没有被小肠微粒体代谢。表明M1在小肠微小体中不是FLZ的代谢物。这些结果排除了肝、肾和小肠在FLZ向M1代谢中的作用，并间接证实了肠道微生物群在FLZ-向-M1转化中的独特性。
3.是什么酶参与了代谢过程
我们进一步探索了参与肠道微生物群中FLZ转化为M1的酶。报道显示：CYP51是肠道微生物群中最丰富的去甲基化酶，在代谢FLZ为M1的主要细菌鲍曼不动杆菌中发现了高水平的CYP51活性。
然后，我们通过BIOVIA工作室客户端软件进行计算机助理虚拟对接，以研究CYP51与FLZ的结合活性。结果表明，FLZ对CYP51具有良好的对接性能，结合自由能为56.0122千卡/mol。为了进一步阐明CYP51是否是介导FLZ去甲基化的关键酶，我们使用CYP51抑制剂，伊曲康唑和伏立康唑，进一步验证了这一推测。研究结果提示CYP51在肠道微生物群中的活性与FLZ的代谢能力呈正相关，支持了我们发现CYP51可能是FLZ转化为M1的关键酶。
4.由于该物质是治疗帕金森病，故对小鼠血浆和脑中FLZ和M1的药代动力学研究
当口服等剂量M1的小鼠时，很快检测到FLZ，浓度在2h达到峰值，Cmax约为259.8ng/mL，而血浆中M1的浓度仅为约1~2ng/mL。提示在体内可能存在从M1到FLZ的转化模式。
然后，我们研究了小鼠大脑中FLZ的浓度。结果表明，口服FLZ或M1均能检测到FLZ，而M1浓度低于LC-MS/MS分析的检测限(0.1ng/mL)。值得注意的是，给药M1 2h后，脑内FLZ水平达到峰值，浓度-时间曲线与血浆FLZ曲线一致。这些数据表明，在M1在体内被吸收后，可能存在从M1向FLZ的转化。
5.血液中是什么参与了M1向FLZ的转化
上述研究表明M1在血液中被重新甲基化。然后我们试图找出是哪一种酶负责血液中M1的甲基化。由于COMT是血液中主要的甲基化酶，我们通过BIOVIA Studin客户端软件进行了计算机助理虚拟对接，以研究COMT与M1的结合活性。然后用COMT抑制剂进行验证。推测COMT可能是M1转化为FLZ的关键酶。
6.肠道菌群对慢性PD小鼠模型中FLZ的吸收影响
为了进一步验证肠道微生物群有助于FLZ的吸收，我们开发了伪无菌(PGF)小鼠和PGF+MPTP/p中毒PD小鼠模型。
与相应的对照组小鼠相比，抗生素暴露的PGF小鼠和PGF+MPTP/p小鼠血浆中FLZ和M1的浓度分别显著降低。在小鼠PGF状态下，FLZ和M1在脑中的分布也明显降低。此外，肠道菌种失调导致收集的24小时粪便中FLZ浓度增加，M1浓度降低。
7.PD小鼠肠菌种失调，FLZ疗效降低
既然肠道菌群失调影响FLZ转化为M1，那这会影响FLZ的治疗PD效果吗？故进一步探讨了肠道微生物群在MPTP/p诱导的慢性PD小鼠模型中FLZ的神经保护中的作用。
结果显示，FLZ(75mg/kg)治疗显著增加了PD小鼠停留在杆上的时间，大量黑质TH阳性神经元数量和DA及其代谢物的浓度，表明FLZ改善了运动行为和多巴胺能神经元功能，而FLZ未能缓解抗生素诱导的帕金森病的症状和病理状态。此外，与单独处理的小鼠中脑FLZ相比，使用抗生素减弱了FLZ对小胶质细胞和星形胶质细胞激活的抑制，这表明CD68和GFAP的表达、小胶质细胞和星形胶质细胞激活的标记物增加。
【讨论】
本文作者通过自己的设计和逻辑，将抗PD新药体内吸收如何受肠道菌群调控探究清楚，很有新意，值得借鉴。