導讀

在前幾期「代謝π析」中，我們系統(tǒng)探討了雙誘導倉鼠肝S9在遺傳毒性評估中的核心價值——從Ames試驗到MLA，從染色體畸變到微核試驗。

然而，在藥物代謝動力學（DMPK）研究中，還有另一類S9產(chǎn)品發(fā)揮著不可替代的作用：非誘導倉鼠肝S9。

與遺傳毒性研究需要“較大化代謝活化能力”不同，DMPK研究的目標是模擬正常生理狀態(tài)下的代謝行為，因此行業(yè)金標準使用的是非誘導S9。本期，我們將帶您全面了解非誘導倉鼠肝S9在代謝穩(wěn)定性評估、代謝產(chǎn)物鑒定、種屬比較及體外-體內(nèi)外推（IVIVE）中的多元應用。

技術說明：本文所討論的DMPK應用場景，均指非誘導倉鼠肝S9。如需雙誘倉鼠S9產(chǎn)品用于遺傳毒性評估（Ames、MLA、染色體畸變、微核等），請參考本系列前幾期內(nèi)容。

一、DMPK研究中的體外工具矩陣：兩種S9的清晰分工

在藥物早期研發(fā)階段，評估候選藥物的ADME特性是決定項目成敗的關鍵。不同的體外代謝工具各有側(cè)重[3]（詳見表1），而S9產(chǎn)品也需要根據(jù)研究目的選擇不同類型[7] ：

表1不同的體外代謝工具應用場景及優(yōu)劣勢

關鍵點：在DMPK研究中，行業(yè)金標準是使用非誘導S9[6] ，以模擬正常生理狀態(tài)下的代謝特征。誘導S9（如PB/BNF處理）會人為上調(diào)特定CYP酶，導致酶譜改變，可能產(chǎn)生誤導性數(shù)據(jù)[1]

圖1：DMPK研究中兩種S9類型的分工示意圖

表2：兩種S9類型適用場景對比表

二、非誘導倉鼠S9在代謝穩(wěn)定性評估中的應用

2.1 代謝穩(wěn)定性：預測體內(nèi)清除率的關鍵指標

代謝穩(wěn)定性評估是藥物早期篩選的核心環(huán)節(jié)。通過將候選藥物與非誘導肝S9共孵育，測定其隨時間變化的底物消耗速率，可以計算體外半衰期（t?/?）和固有清除率（CL???），進而預測體內(nèi)的藥代動力學行為。

為什么使用非誘導S9？

使用非誘導S9是為了模擬正常生理狀態(tài)下的代謝特征，避免因誘導處理導致的酶譜改變。這一點與遺傳毒性研究中使用雙誘導S9“較大化活化能力”的邏輯正好相反。

為什么要用倉鼠S9進行代謝穩(wěn)定性評估？

1. 種屬差異考量：倉鼠在某些藥物的代謝途徑上與人類更接近（如CYP2A、CYP2E1亞家族）[1] [2]

2. Ⅱ相代謝評估：許多藥物主要經(jīng)由Ⅱ相代謝清除（如葡萄糖醛酸化、硫酸化），非誘導倉鼠S9保留了完整的Ⅱ相酶活性

3. 毒理種屬匹配：當使用倉鼠作為非臨床毒理種屬時，使用同種屬S9進行體外代謝研究可以提供更相關數(shù)據(jù)

2.2 非誘導倉鼠S9代謝穩(wěn)定性試驗的標準流程

圖2：非誘導倉鼠S9代謝穩(wěn)定性試驗標準流程圖

表3：非誘導倉鼠S9代謝穩(wěn)定性試驗標準參數(shù)表

2.3 案例：非誘導倉鼠S9揭示種屬差異

背景：某小分子候選藥物在大鼠體內(nèi)清除率較低，但在倉鼠體內(nèi)清除率較高，導致毒理研究中的暴露量差異顯著。

體外代謝研究（使用非誘導S9）：

· 使用非誘導倉鼠S9測定：t?/? = 12 min，CL??? = 85 μL/min/mg

· 使用非誘導大鼠S9測定：t?/? = 58 min，CL??? = 18 μL/min/mg

結(jié)論：體外代謝數(shù)據(jù)與體內(nèi)觀察結(jié)果一致，非誘導倉鼠S9的代謝穩(wěn)定性評估準確預測了種屬差異。

三、非誘導倉鼠S9在代謝產(chǎn)物鑒定中的應用

3.1 代謝產(chǎn)物鑒定：揭示候選藥物的代謝命運

代謝產(chǎn)物鑒定（Metabolite Identification）是理解候選藥物清除機制、評估代謝產(chǎn)物安全性的關鍵步驟。

為什么使用非誘導S9進行代謝產(chǎn)物鑒定？

· 使用非誘導S9獲得的代謝產(chǎn)物譜更接近體內(nèi)真實情況，而誘導S9可能產(chǎn)生非生理相關的代謝產(chǎn)物或掩蓋主要代謝途徑

· 可以同時捕獲Ⅰ相和Ⅱ相代謝產(chǎn)物，比肝微粒體更全面

非誘導倉鼠S9在代謝產(chǎn)物鑒定中的優(yōu)勢[2][4] ：

1. 同時捕獲Ⅰ相和Ⅱ相代謝產(chǎn)物：肝微粒體只能檢測Ⅰ相和UGT介導的代謝產(chǎn)物，而S9可檢測硫酸化、谷胱甘肽結(jié)合等更多Ⅱ相產(chǎn)物

2. 更接近體內(nèi)代謝譜：與肝微粒體相比，非誘導S9產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物譜更接近體內(nèi)觀察到的結(jié)果

3. 種屬比較：使用非誘導倉鼠S9與其他種屬S9平行進行代謝產(chǎn)物比較，可以識別種屬特異性代謝途徑

3.2 代謝產(chǎn)物鑒定標準流程

四、非誘導倉鼠S9在種屬比較與體外-體內(nèi)外推（IVIVE）中的應用

4.1 種屬比較：選擇合適的非臨床毒理種屬

在藥物研發(fā)中，選擇與人類代謝特征相似的動物種屬進行非臨床毒理研究至關重要。

非誘導倉鼠S9在種屬比較中的價值[3]：

· 使用非誘導S9才能真實反映各物種的正常代謝能力差異

· 倉鼠在某些藥物類別中具有獨特的價值：亞硝胺類、尼古丁及相關生物堿、某些前藥

種屬比較實驗設計（均使用非誘導S9）[8] ：

表5：不同種屬非誘導S9的選擇與應用場景

4.2 體外-體內(nèi)外推（IVIVE）：從試管到動物

利用體外代謝數(shù)據(jù)預測體內(nèi)清除率，是藥物早期篩選的核心技術[5] 。對于使用倉鼠作為毒理種屬的項目，使用非誘導倉鼠S9進行IVIVE可以提供更準確的預測。

IVIVE計算流程：

五、非誘導倉鼠S9在藥物早期篩選中的高通量應用

5.1 高通量代謝穩(wěn)定性篩選

隨著化合物庫規(guī)模的不斷擴大，高通量篩選（HTS）成為藥物早期發(fā)現(xiàn)的標配。非誘導倉鼠S9因其制備簡便、批次穩(wěn)定、成本適中的特點，適合作為代謝穩(wěn)定性HTS的工具。

5.2 結(jié)構(gòu)-代謝穩(wěn)定性關系（SMR）研究

通過使用非誘導倉鼠S9對系列化合物進行代謝穩(wěn)定性評估，結(jié)合化學信息學分析，可以建立結(jié)構(gòu)-代謝穩(wěn)定性關系模型，指導藥物化學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

六、兩種S9類型的選擇指南：一張表講清楚

表6：不同研究目的下的S9類型選擇指南

核心原則：需要“模擬正常生理”時用非誘導S9，需要“較大化活化能力”時用雙誘導S9。

七、齊氏生物倉鼠S9產(chǎn)品線

7.1 核心產(chǎn)品

7.2 產(chǎn)品優(yōu)勢

結(jié)語

非誘導倉鼠肝S9與雙誘導倉鼠肝S9，如同一個硬幣的兩面，服務于藥物研發(fā)中兩個不同的核心目標：

· 雙誘導S9：較大化代謝活化能力，確保遺傳毒性評估不出現(xiàn)假陰性

· 非誘導S9：模擬正常生理狀態(tài)，為DMPK研究提供真實可靠的數(shù)據(jù)

在藥物代謝動力學研究中，非誘導倉鼠肝S9以其“Ⅰ相+Ⅱ相”雙重代謝能力、對正常生理狀態(tài)的忠實反映，以及在高通量篩選中的實用性，成為連接“體外”與“體內(nèi)”的關鍵橋梁。

當您的項目需要評估代謝穩(wěn)定性、鑒定代謝產(chǎn)物、比較種屬差異或進行IVIVE時，非誘導倉鼠肝S9將是您值得信賴的研究伙伴。

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參考文獻

[1] Evans K, Boitnotte S, Zeiger E, et al. A comparative analysis of select P450 enzymes in uninduced and PB/BNF-induced hamster and rat liver S9[J]. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 2025, 902: 503855.

[2] Raineri R, Poiley JA, Pienta RJ, et al. Greater effectiveness of hepatocyte and liver S9 preparations from hamsters than rat preparations in activating N-nitroso compounds to metabolites mutagenic to Salmonella[J]. Journal of the National Cancer Institute, 1981, 67(5): 1117-1122.

[3] Müller D, Nelles J, Deparade E, et al. The activity of S9-liver fractions from seven species in the Salmonella/mammalian-microsome mutagenicity test[J]. Mutation Research, 1980, 77(3): 279-300.

[4] Shi Q, et al. Metabolism of alcohol ethoxylates (AEs) in rat, hamster, and human hepatocytes and liver S9: a pilot study for metabolic stability, metabolic pathway, and metabolites identification in vitro and in silico[J]. Archives of Toxicology, 2024, 98(8): 2487-2539.

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[6] Paolini M, Tonelli F, Bauer C, et al. Stability of drug metabolizing enzymes during the incubation conditions of the liver microsomal assay with non-induced and induced mouse liver S-9 fractions[J]. Carcinogenesis, 1987, 8(9): 1179-1184.

[7] Easterbrook J, Lu C, Sakai Y, et al. A comparison of aroclor 1254-induced and uninduced rat liver microsomes to human liver microsomes in phenytoin O-deethylation, coumarin 7-hydroxylation, tolbutamide 4-hydroxylation, S-mephenytoin 4'-hydroxylation, chloroxazone 6-hydroxylation and testosterone 6beta-hydroxylation[J]. Chemico-Biological Interactions, 2001, 134(3): 243-249.

[8] Poiley JA, Raineri R, Pienta RJ, et al. Species specificity affects the choice of S9 preparations for use in the hamster embryo cell transformation system[J]. In Vitro, 1984, 20(8): 602-606.