Schnelles Screening von lipidsenkenden Wirkstoffen in Rhabarber unter Verwendung chemisch modifizierter biokompatibler L02-Leberzellmembranen
Das Screening von Wirkstoffen in der traditionellen chinesischen Medizin stützt sich hauptsächlich auf die Aktivitätsverfolgung mit monomeren Komponenten als Screening-Objekten, was die Nachteile eines hohen Arbeitsaufwands, einer umständlichen Bedienung und einer geringen Effizienz hat. Im Vergleich zu den traditionellen Methoden der Aktivitätsverfolgung ist die Zellmembranchromatographie (CMC) eine sich in den letzten Jahren rasch entwickelnde biologische Affinitätschromatographietechnik, die sich durch eine spezifische Erkennung und eine effiziente Trennung auszeichnet. Das Grundprinzip der CMC besteht darin, die Zellmembran an die Oberfläche eines Kieselgelträgers zu binden, um eine stationäre Phase zu bilden. Der Zellmembranrezeptor kann spezifisch an Arzneimittelmoleküle binden, und die Wechselwirkung zwischen Arzneimittelmolekülen und Zellmembranrezeptoren kann mittels chromatographischer Analyse untersucht werden. CMC kombiniert die Vorteile der chromatographischen Technologie, der Zell- und Molekularbiologie und der Rezeptorpharmakologie, um eine annähernd dynamische Simulation des Wirkungsprozesses von pharmazeutischen Wirkstoffen in vivo innerhalb der chromatographischen Säule zu erreichen; im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten Adsorbentien wie Ionenaustauscherharzen und makroporösen Adsorptionsharzen hat CMC den Vorteil, die chromatographische Trennung mit einem Aktivitätsscreening zu kombinieren. Es ist einfach zu bedienen, schnell und stabil und hat eine hohe Empfindlichkeit, wodurch es sich besonders für das Screening von Wirkstoffen in komplexen Systemen wie der traditionellen chinesischen Medizin eignet.
Bei der Vorbereitung der Zellmembran-Chromatographie kann man zwischen physikalischer Adsorption und chemischer Modifikation unterscheiden, je nach den unterschiedlichen Bindungsformen von Zellmembran und Kieselgelträger. Bei der biologischen Affinitätschromatographie mit Zellmembranen durch physikalische Adsorption wird der Verschmelzungseffekt der Zellmembran selbst und der Adsorptionseffekt der Hydroxylgruppen des Siliciums auf der Oberfläche des Kieselgels ausgenutzt; diese Art von Kraft ist relativ schwach, so dass sich die Zellmembran leicht vom Träger ablöst, was zu einer kurzen Lebensdauer der Chromatographiesäule führt. Die chemische Modifizierung der Zellmembran für die biologische Affinitätschromatographie beinhaltet eine kovalente Bindung zwischen Kieselgel und Zellmembran; die Silanolgruppe des Kieselgels wird durch eine Kondensationsreaktion mit einem Silankopplungsmittel in Aminogruppen umgewandelt, die sich mit Glutaraldehydmolekülen vernetzen. Die Zellmembran enthält eine große Anzahl von Aminogruppen, die dazu neigen, bei Raumtemperatur Aldoamin-Kondensationsreaktionen einzugehen, wodurch eine kovalente Verbindung zwischen Kieselgel und Zellmembran erreicht wird. Bei der chemisch modifizierten Zellmembran-Bioaffinitätschromatographie ist das Trägerkieselgel kovalent an die Zellmembran gebunden, was relativ stabil ist, und die Zellmembran lässt sich nicht so leicht ablösen, wodurch sich die Lebensdauer der Chromatographiesäule verlängert.

Rhabarber ist ein authentisches Heilkraut aus der Provinz Gansu und eines der am häufigsten verwendeten traditionellen chinesischen Arzneimittel in der klinischen Praxis; es hat pharmakologische Wirkungen wie antibakteriell, antitumorös, entzündungshemmend, antiviral und lipidsenkend. Viele Wissenschaftler und Forschungsgruppen haben die lipidsenkende Wirkung von Rhabarber in früheren Studien bestätigt, und unsere Forschungsgruppe hat 30% Ethanolextrakt als wirksamen Teil zur Lipidsenkung bei hyperlipidämischen Ratten untersucht, aber seine spezifische pharmakologische Substanzbasis ist immer noch unklar; Die Forschungsgruppe hat auch ein biologisches Affinitätschromatographiematerial für die physische Adsorption von L02 Leberzellmembranen vorbereitet, aber seine Zellmembranablösung ist schwer und seine Verwendung ist begrenzt. Aus diesem Grund wurde in diesem Experiment APTES modifiziertes Kieselgel als Träger verwendet, um ein biologisches Affinitätschromatographiematerial für die L02-Leberzellmembran herzustellen. Das Target auf der Zellmembranoberfläche wurde zur spezifischen Adsorption der chemischen Komponenten im 30%-Ethanolextrakt von Rhabarber verwendet. Die Veränderungen der chromatographischen Peaks der einzelnen chemischen Komponenten vor und nach der Adsorption wurden mittels HPLC analysiert. Auf der Grundlage der Peakflächen-Änderungsrate des chromatographischen Peaks wurden die lipidsenkenden aktiven Komponenten von Rhabarber schnell überprüft; außerdem wurde die Wiederverwendbarkeit des Materials untersucht, was neue Ideen für ein Hochdurchsatz-Screening der Substanzbasis der lipidsenkenden Wirkung von Rhabarber liefert.

Silikongel unterliegt Vernetzungs- und Kondensationsreaktionen mit APTES und Glutaraldehyd und wird kovalent mit der Zellmembran verbunden, um ein mit APTES als Träger modifiziertes L02-Zellmembran-Bioaffinitätsmaterial herzustellen. Rasterelektronenmikroskopie und Infrarotspektroskopie bestätigen die erfolgreiche Herstellung. Das mit APTES modifizierte L02-Zellmembran-Bioaffinitätsmaterial wurde zur Adsorption von 30%-Ethanolextrakt aus Rhabarber verwendet, und die Ergebnisse zeigten, dass 11 Komponenten spezifisch gebunden werden konnten; Darunter 4 Anthrachinonglykoside, 5 Anthrachinonglykoside und 2 unbekannte Komponenten, von denen Aloe Emodin 😯 - β - D-Glucosid, Rhein 😯 - β - D-Glucosid, Emodin 😯 - β - D-Glucosid und die unbekannte Komponente 1 die wichtigsten spezifischen Komponenten sind, die als potenzielle Wirkstoffe für die Überprüfung der lipidsenkenden Aktivität verwendet werden können. Aufgrund der zahlreichen Targets auf der Oberfläche von Zellmembranen ist dieses Material jedoch nur für ein vorläufiges Screening von lipidsenkenden Wirkstoffen geeignet; und in der späteren Phase muss die LC-MS/MS für die vorläufige strukturelle Identifizierung von zwei unbekannten Komponenten verwendet werden. Im Vergleich zur physikalischen Adsorption von L02-Zellmembran-Bioaffinitätsmaterialien führt dieses Material bis zu einem gewissen Grad chemische kovalente Bindungen ein, wodurch die Ablösung der Zellmembran vermieden und die Nutzungszeiten verlängert werden. Es kann für ein schnelles Screening von Wirkstoffen in Rhabarber zur Senkung der Blutfette verwendet werden und kann auch als Referenz für ein schnelles Screening von anderen Wirkstoffen zur Senkung der Blutfette dienen.