Inhibition of Drug-metabolizing Enzyme and Drug Transporter by Major Components of Phellodendri cortex

황백의 주요 구성 화합물에 의한 약물대사효소 및 약물수송단백 저해능 평가

We evaluated the potential of major components of Phellodendri cortex to inhibit the activities of CYP2D6 and p-glycoprotein. The abilities of berberine, palmatine, limonin, and rutaecarpine to inhibit CYP2D6-mediated dextromethorphan O-demethylation and calcein AM accumulation were tested using human liver microsomes and L-MDR1 cell, respectively. Berberine strongly inhibited CYP2D6 isoform activity, whereas limonin and reuaecarpine did not. The $IC_{50}$ value of berberine was reduced after preincubation with microsomes in the presence of NADPH generating system, suggesting that berberine is a mechanism based inhibitor. In addition, all chemicals tested, didn't show inhibitory effect on p-glycoprotein activity. These results suggest that berberine has potential to inhibit CYP2D6 activity in vitro. Therefore, in vivo studies investigating the interactions between berberine and CYP2D6 substrates are necessary to determine whether inhibition of CYP2D6 activity by berberine is clinically relevant.

본 연구는 황백에 함유되어 있는 주요 화합물인 berberine, palmatine, limonin 및 rutaecarpine의 CYP2D6 및 p-glycoprotein 활성에 대한 저해정도를 탐색함으로써, 황백을 다른 양약과 병용시 약물상호작용을 유발할 수 있는 가능성을 평가하고자 하였다. 인체 간 마이크로좀 시료에 CYP2D6 동효소의 기질약물인 dextromethorphan과 NADPH 재생성계 및 저해제 ($200{\mu}M$)를 첨가한 후 반응시켜 생성된 대사물을 LC/MS/MS를 이용하여 정량하여 CYP2D6 동효소 활성의 변화를 평가하였다. 또한 약물수송단백인 p-glycoprotein의 활성은 L-MDR1 세포주를 이용한 calcein AM 축적 실험을 통하여 평가하였다. 그 결과 식물 알카로이드인 berberine에서 강력한 CYP2D6 활성 저해능을 관찰하였으며, 저해 효과는 농도 의존적으로 증가하였으며, mechanism-based 저해 기전을 나타내었다. 그러나 limonine과 rutaecarpine은 CYP2D6 저해 활성을 보이지 않았고, p-glycoprotein 기능에 대해서는 평가한 어떤 화합물도 저해 활성을 나타내지 않았다. 황백의 주요 성분인 berberine의 CYP2D6 활성 저해능을 고려할 때, 황백을 CYP2D6 기질약제와 병용시 약물상호작용을 유발할 가능성을 보여준다. 이러한 황백의 CYP2D6를 매개로한 임상적인 약물상호작용 가능성은 임상시험을 통하여 추가적인 검정이 필요할 것으로 사료된다.