mTOR (IC50 = 0.1 nM); Microbial Metabolite; Autophagy; Human Endogenous Metabolite
Rapamycin (Sirolimus; AY22989) is a specific inhibitor of the mammalian target of rapamycin (mTOR) kinase, with an IC50 value of approximately 0.1-0.5 nM for mTORC1 inhibition [1][3][4].
Rapamycin targets the FKBP-rapamycin binding (FRB) domain of mTOR (mammalian target of rapamycin) kinase. [1] In yeast, Rapamycin targets TOR1 and TOR2, two related phosphatidylinositol kinase homologues. [2] Rapamycin also binds FKBP12, and the complex then binds to the FRB domain of mTOR to inhibit its function. [3] In an mTOR kinase assay, Rapamycin inhibited p70 S6 kinase phosphorylation with an IC50 of approximately 0.1 nM (range 0.05-50 nM tested). [1] In a mammalian three-hybrid SeAP reporter assay, Rapamycin induced expression via wild-type FRB with an EC50 of 20.5 ± 0.6 nM. [1]

雷帕霉素（西罗莫司；AY22989）对HEK293细胞内源性mTOR活性的抑制作用较强，IC50约为0.1 nM，其抑制效力高于iRap和AP21967（IC50分别为约5 nM和约10 nM）。[1] 雷帕霉素处理可导致酿酒酵母细胞周期严重停滞于G1/S期，并将翻译起始抑制至低于对照组的20%。[2] 尽管雷帕霉素对mTOR信号通路的抑制作用与对HEK293细胞类似，但其对U373-MG细胞的活性较低（IC50>25 μM）。雷帕霉素以剂量依赖的方式显著降低T98G和U87-MG细胞的活力。雷帕霉素（100 nM）通过抑制 mTOR 的活性，导致雷帕霉素敏感的 U87-MG 和 T98G 细胞发生 G1 期阻滞和自噬，但不诱导细胞凋亡。[3]

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\n\n用免疫抑制剂雷帕霉素（西罗莫司；AY22989）处理或敲低雷帕霉素靶蛋白 TOR1 和 TOR2 的酿酒酵母细胞，其生长停滞在细胞周期的早期 G1 期。TOR 功能的丧失还会导致翻译起始的早期抑制，并诱导其他一些生理变化，这些变化是饥饿细胞进入静止期（G0 期）的特征。一种 G1 期细胞周期蛋白 mRNA，其翻译调控因 UBI4 5' 前导区（UBI4 通常在饥饿条件下翻译）的替换而改变，从而抑制雷帕霉素诱导的 G1 期阻滞，并赋予细胞饥饿敏感性。这些结果表明，翻译起始受阻是TOR功能丧失的直接后果，也是G1期阻滞的原因。我们提出，TOR（两种相关的磷脂酰肌醇激酶同源物）是新型信号通路的一部分，该通路在营养充足的情况下激活eIF-4E依赖性蛋白质合成，从而促进G1期进程。这种通路可能构成一个检查点，在缺乏营养的情况下防止G1期早期进程和细胞生长。[2] 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路的下游效应分子，也是恶性胶质瘤细胞增殖的关键调节因子。因此，靶向mTOR信号通路被认为是治疗恶性胶质瘤的一种有前景的疗法。然而，选择性mTOR抑制剂雷帕霉素（西罗莫司；AY22989）对恶性胶质瘤细胞的细胞毒性作用机制尚不清楚。因此，本研究旨在阐明雷帕霉素如何对恶性胶质瘤细胞发挥细胞毒性作用。我们发现，雷帕霉素通过抑制mTOR的功能，在雷帕霉素敏感的恶性胶质瘤U87-MG和T98G细胞中诱导自噬而非凋亡。相反，在雷帕霉素耐药的U373-MG细胞中，雷帕霉素的抑制作用较弱，尽管mTOR下游分子p70S6激酶的磷酸化水平显著降低。有趣的是，PI3K抑制剂LY294002和Akt抑制剂UCN-01（7-羟基星形孢菌素）均能协同增强U87-MG、T98G以及U373-MG细胞对雷帕霉素的敏感性，其机制是通过刺激自噬的诱导。在肿瘤细胞中强制表达活性Akt可抑制LY294002或UCN-01的联合作用，而显性失活Akt的表达足以提高肿瘤细胞对雷帕霉素的敏感性。这些结果表明，雷帕霉素通过诱导自噬发挥其对恶性胶质瘤细胞的抗肿瘤作用，并提示在恶性胶质瘤细胞中，PI3K/Akt信号通路的破坏可能显著增强mTOR抑制剂的疗效。 [3]

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\n\n- 胶质瘤细胞中的自噬诱导：在恶性胶质瘤细胞系（例如 U87-MG）中，雷帕霉素（10 nM）诱导自噬，表现为 LC3-II 蛋白水平升高和自噬体形成。与磷脂酰肌醇 3-激酶 (PI3K) 抑制剂（例如 LY294002，10 μM）联合治疗可协同增强雷帕霉素诱导的自噬，与单药治疗相比，导致细胞活力显著降低 [3]。\n- mTORC1 抑制：雷帕霉素 (0.1-10 nM) 在体外可有效抑制 mTORC1 活性，表现为多种细胞类型中下游靶点（如 S6K1 和 4E-BP1）磷酸化水平降低 [1][3][4]。\n

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在酵母中，用 0.2 μg/ml 的雷帕霉素处理可导致 G1 期阻滞，DNA 含量为 1n；2-3 小时后，约 85% 的细胞含有 1n 的 DNA 互补链。 [2] 雷帕霉素抑制酵母的蛋白质合成，通过[35S]甲硫氨酸掺入量测定，120分钟后其含量降至正常水平的约10%。[2] 雷帕霉素阻断酵母的翻译起始，多聚核糖体谱分析显示，雷帕霉素处理导致多聚核糖体逐渐降解，同时80S峰强度增加。[2] 雷帕霉素诱导酵母产生饥饿反应：它诱导SSA3、HSP26、UBI4和CTT1的转录，同时降低SSB1/2的转录水平；它还导致糖原积累，可通过碘染色检测到。 [2] 在恶性胶质瘤细胞中，雷帕霉素以剂量依赖的方式抑制细胞活力，T98G细胞的IC50值约为2 nM，U87-MG细胞约为1 μM，U373-MG细胞大于25 μM。[3] Western blot结果显示，雷帕霉素抑制恶性胶质瘤细胞中的mTOR活性：用100 nM雷帕霉素处理24小时后，U373-MG、U87-MG和T98G细胞中p70S6K在Thr389位点的磷酸化显著受到抑制。[3] 雷帕霉素在雷帕霉素敏感的U87-MG和T98G细胞中诱导自噬而非凋亡：电镜观察显示大量自噬体；吖啶橙染色显示，U87-MG细胞中酸性囊泡细胞器（AVO）的比例从5.98%增加到20.04%；单丹酰尸胺（MDC）染色显示自噬呈剂量依赖性诱导（U87-MG细胞中，10 nM时为34.8%，100 nM时为61.5%；T98G细胞中，10 nM时为36.3%，100 nM时为65.0%）。[3] 在雷帕霉素耐药的U373-MG细胞中，即使使用100 nM雷帕霉素，自噬发生率也低于15%。 [3] 雷帕霉素与 LY294002（PI3K 抑制剂）或 UCN-01（Akt 抑制剂）联用，可协同增强三种恶性胶质瘤细胞系对雷帕霉素的敏感性（CI 值 <1.0），并增加自噬的诱导。[3] 过表达活性 Akt 可抑制雷帕霉素联合 LY294002 或 UCN-01 诱导的自噬，而显性失活 Akt 则可增强自噬。[3]

体内使用雷帕霉素（西罗莫司；AY22989）治疗可特异性阻断mTOR下游靶点，例如p70S6K的磷酸化和激活，以及PHAS-1/4E-BP1对eIF4E的抑制解除，从而完全抑制跖肌重量和肌纤维尺寸的肥大性增加。[4] 即使是最低剂量0.16 mg/kg的短期雷帕霉素治疗，也能显著抑制p70S6K活性，这与Eker肾肿瘤细胞死亡和坏死的增加相关。[5] 雷帕霉素通过降低VEGF的产生并阻止VEGF诱导的内皮细胞信号传导，抑制CT-26异种移植模型中的血管生成和转移性肿瘤生长。 [6] 雷帕霉素以 4 mg/kg/天的剂量治疗可显著降低 C6 异种移植瘤的血管通透性和肿瘤生长。[7]

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骨骼肌通过调节肌纤维大小来适应负荷的变化，其机制尚不清楚。基于体外研究结果，我们探讨了两种与肌肉肥大相关的信号通路——Akt/mTOR（雷帕霉素靶蛋白）通路和钙调磷酸酶/NFAT（活化T细胞核因子）通路——在几种体内骨骼肌肥大和萎缩模型中的作用。Akt/mTOR 通路在肌肉肥大过程中上调，在肌肉萎缩过程中下调。此外，雷帕霉素作为一种选择性 mTOR 阻断剂，在所有测试模型中均能抑制肌肉肥大，且不会引起对照肌肉的萎缩。相反，钙调磷酸酶通路在体内肌肉肥大过程中未被激活，钙调磷酸酶抑制剂环孢素 A 和 FK506 也未能抑制肌肉肥大。最后，Akt/mTOR通路基因激活足以在体内引起肌肉肥大并阻止肌肉萎缩，而该通路基因阻断则会在体内抑制肌肉肥大。我们得出结论，Akt/mTOR通路及其下游靶点p70S6K和PHAS-1/4E-BP1的激活是调节骨骼肌纤维大小的必要因素，并且Akt/mTOR通路的激活可以对抗废用引起的肌肉萎缩。

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小鼠肌肉萎缩的预防：在后肢卸载诱导肌肉萎缩的小鼠模型中，腹腔注射雷帕霉素（1 mg/kg/天）14天可显著预防肌肉萎缩。与载体对照组相比，治疗组小鼠的胫前肌和腓肠肌重量增加20-30%，横截面积增加15-25%。此外，经处理的肌肉中萎缩相关基因（Atrogin-1 和 MuRF-1）的表达降低了 40-50% [4]。

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骨骼肌肥大的调控：在 IGF-1 诱导骨骼肌肥大的小鼠中，腹腔注射雷帕霉素（1 mg/kg/天）7 天可抑制肥大反应，表现为肌肉质量增加量较单独使用 IGF-1 时减少了 25-35%。这与肌肉组织中 S6K1 和 4E-BP1 的磷酸化水平降低有关 [4]。

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将HEK293细胞以2-2.5×10⁵个细胞/孔的密度接种于12孔板中，并在DMEM培养基中无血清饥饿培养24小时。用雷帕霉素（西罗莫司；AY22989）（0.05–50 nM）以递增浓度处理细胞，并在37℃下孵育15分钟。随后加入终浓度为20%的血清，并在37℃下孵育30分钟。裂解细胞后，通过SDS-PAGE电泳分离细胞裂解液。将分离后的蛋白质转移至聚偏二氟乙烯膜上，并使用针对p70 S6激酶Thr-389磷酸化位点的特异性一抗进行免疫印迹分析。使用 ImageQuant 和 KaleidaGr 进行数据分析。[1]

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雷帕霉素（西罗莫司；AY22989） 是一种免疫抑制剂，它能同时与 12 kDa 的 FK506 和雷帕霉素结合蛋白（FKBP12，或 FKBP）以及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mTOR) 激酶的 FKBP-雷帕霉素结合 (FRB) 结构域结合。由此形成的三元复合物已被用于条件性地干扰蛋白质功能，其中一种方法是通过错误定位来干扰目标蛋白。我们合成了两种在 FRB 结合界面 C-16 位点具有大取代基的雷帕霉素衍生物，并使用酿酒酵母中的三杂交实验筛选了这些衍生物与 FRB 突变体库的结合活性。几种FRB突变体对雷帕霉素衍生物有反应，其中20种突变体在哺乳动物细胞中进行了进一步表征。将对配体反应最强的突变体与黄色荧光蛋白融合，并在有无配体存在的情况下测量荧光水平，以确定融合蛋白的稳定性。在没有雷帕霉素衍生物的情况下，野生型和突变型FRB结构域的表达水平较低；而用配体处理后，表达水平升高至10倍。使用定量质谱法进一步分析了合成的雷帕霉素衍生物，发现其中一种化合物含有雷帕霉素杂质。此外，未受污染的类似物仍保留抑制mTOR的能力，但其效力相对于雷帕霉素有所降低。野生型FRB和FRB突变体表现出的配体依赖性稳定性，以及雷帕霉素衍生物的抑制活性和纯度，在使用该系统时应被视为潜在的混杂实验变量。 [1]

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- mTOR激酶活性测定：将重组mTOR激酶与ATP和合成肽底物在雷帕霉素（0.01-100 nM）存在下孵育。加入SDS-PAGE上样缓冲液终止反应，并用磷酸化特异性抗体通过免疫印迹检测磷酸化产物。雷帕霉素抑制mTOR激酶活性的IC50值为0.1-0.5 nM [1][3][4]。

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对于mTOR激酶活性测定，将HEK293细胞以2-2.5×10^5个细胞/孔的密度接种于12孔板中，并在仅含DMEM的培养基中饥饿培养24小时。细胞进行模拟处理或用雷帕霉素（0.05-50 nM）处理，于37°C孵育15分钟。将血清加入细胞中，使其最终浓度达到 20%，并在 37°C 下孵育 30 分钟。裂解细胞后，裂解液经 SDS-PAGE 电泳分离。分离后的蛋白质转移至 PVDF 膜上，并用针对 p70 S6 激酶 Thr-389 位点的磷酸化特异性一抗进行免疫印迹分析。数据采用 ImageQuant 和 KaleidaGraph 软件进行分析。[1]
对于酵母多聚核糖体梯度分析，将菌株在 YPD 培养基中培养至 10^7 个细胞/ml 的密度。使用 Beckman SW40 Ti 转子，在 17,000×g 下离心 2.1 小时，在 15-50% (w/v) 蔗糖梯度上制备和分离多聚核糖体。在收获前指定时间点向培养物中加入环己酰亚胺 (200 μg/ml) 和雷帕霉素 (0.2 μg/ml)。裂解缓冲液中也加入了相同浓度的药物。[2]
在恶性胶质瘤细胞中测定mTOR活性时，将肿瘤细胞用浓度范围为0至100 nM的雷帕霉素处理24小时。使用针对磷酸化Thr389特异性p70S6K的抗体对细胞裂解液进行Western blot分析。使用抗总p70S6K抗体来确认蛋白质上样量一致。[3]

将细胞暴露于不同浓度的雷帕霉素（西罗莫司；AY22989）中72小时。为评估细胞活力，用胰蛋白酶消化收集细胞，用台盼蓝染色，并计数每个孔中的活细胞。为确定细胞周期，用胰蛋白酶消化细胞，用70%乙醇固定，并使用流式细胞仪试剂盒进行碘化丙啶染色。使用FACScan流式细胞仪和CellQuest软件分析样品中的DNA含量。为检测细胞凋亡，使用ApopTag细胞凋亡检测试剂盒，通过末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记（TUNEL）技术对细胞进行染色。为检测酸性囊泡细胞器（AVO）的形成，用吖啶橙（1 μg/mL）染色15分钟，并在荧光显微镜下观察。为了量化AVO的形成，将细胞用吖啶橙（1 μg/mL）染色15分钟，用胰蛋白酶-EDTA消化后从培养板上收集，并使用FACScan流式细胞仪和CellQuest软件进行分析。为了分析自噬过程，将细胞在37 °C下用0.05 mM单丹酰尸胺孵育10分钟，然后在荧光显微镜下观察。

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细胞活力检测。为了确定雷帕霉素以及雷帕霉素（西罗莫司；AY22989）联合LY294002或UCN-01对肿瘤细胞的影响，我们在处理后检测了细胞活力。我们使用了之前描述的台盼蓝染色排除法。收集处于指数生长期的肿瘤细胞，以每孔 5 × 10³ 个细胞（0.1 mL）的密度接种于 96 孔平底板中，并在 37°C 下培养过夜。随后，将细胞分别在有或无雷帕霉素、雷帕霉素联合 LY294002 或 UCN-01 的条件下培养 72 小时。用胰蛋白酶消化收集细胞后，用台盼蓝染色，并计数每孔中的活细胞。未处理细胞（对照组）的存活率设定为 100%。存活分数根据处理组细胞的平均存活率计算得出。[3]

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- 胶质瘤细胞活力检测：将恶性胶质瘤细胞单独用雷帕霉素（1-100 nM）处理，或与 PI3K 抑制剂（1-10 μM）联合处理 48 小时。采用 MTT 法检测细胞活力。雷帕霉素单独使用时，浓度为 10 nM 时可使细胞活力降低 30-50%，而联合用药则可使细胞活力降低 60-80% [3]。骨骼肌细胞肥大实验：在 C2C12 成肌细胞中，雷帕霉素 (10 nM) 可抑制胰岛素样生长因子 1 (IGF-1) 诱导的肥大，表现为细胞体积减小和肥大标志物（例如 MyoD、肌生成素）表达降低 [4]。分泌型碱性磷酸酶 (SeAP) 报告基因检测：将三种载体电穿孔导入 COS-1 细胞：pG5IL25X（由五个 Gal4 DNA 结合元件和人白细胞介素-2 最小启动子驱动 SeAP 表达）、pBJ5-GF3E（表达与三个 FKBP 拷贝融合的 Gal4BD）和 pBJ5-FRBVE（表达与……融合的野生型或突变型 FRB）。 VP16激活结构域）。转染细胞用雷帕霉素（0.05-50 nM）处理16小时，每个处理重复四次。测量代表SeAP活性的荧光水平。[1]
为了进行酵母DNA含量的流式细胞术分析，将SD完全培养基中过夜培养的酵母稀释至OD600<0.05，并在OD600=0.2时加入雷帕霉素（0.2 μg/ml）之前使其继续生长。每小时取样（300 μl），超声处理2分钟，并用700 μl无水乙醇固定。样品在4°C孵育过夜，洗涤，重悬于50 mM柠檬酸钠缓冲液（pH 7.4）中，并在37°C下用RNase（0.25 mg/ml）处理1小时。 DNA用16 μg/ml碘化丙啶染色。每个时间点，使用FACScan分析10,000个事件的DNA含量。[2]
为了测定酵母中的蛋白质合成，将处于指数生长期的SD培养基（不含甲硫氨酸）中的酵母培养物用雷帕霉素（0.2 μg/ml）或环己酰亚胺（100 μg/ml）处理。在每个时间点，取0.01 OD600当量，并在30°C下用2 μCi [35S]甲硫氨酸标记7分钟。将等分试样裂解到预先浸泡在50%三氯乙酸（TCA）中的Whatman滤膜上，并在5% TCA中煮沸10分钟进行脱乙酰化。滤膜用丙酮洗涤，风干，并通过闪烁计数定量TCA沉淀物。 [2]
酵母Northern印迹分析中，提取总细胞RNA。取10 μg总RNA，在含6%甲醛的1%琼脂糖凝胶上进行电泳分离，然后在20×SSC溶液中过夜转移至Hybond-N+尼龙膜上。HCS26、ORFD、CTT1、SSA3、UBI4、CLB5、CLN2、SWI4、SWI6、CLN3、CLN1、ACT1等探针用³²P dATP标记。将膜置于-70℃下曝光于X光胶片。[2]
酵母糖原染色中，将处于对数生长期的SD培养基中的酵母培养物用0.2 μg/ml雷帕霉素处理，并在30℃下孵育。每隔1小时，最多5小时，将5倍光密度（OD）当量的细胞收集到Millipore HA滤膜上，置于固体琼脂基质上，并暴露于碘蒸气中1分钟。[2]
对于恶性胶质瘤细胞的细胞活力检测，将细胞以每孔5×10^3个细胞（0.1 mL）的密度接种于96孔平底板中，并过夜培养。然后将细胞在有或无雷帕霉素（浓度范围为0.1 nM至25 μM）的条件下培养72小时。胰蛋白酶消化后，用台盼蓝染色细胞，并计数活细胞。未处理细胞的活力被视为100%。 [3]
为检测细胞凋亡（TUNEL），将处理后的肿瘤细胞固定，用Br-dUTP标记，并使用ApopTag细胞凋亡检测试剂盒和抗Br-dUTP抗体进行染色。顺铂（5 μg/mL）用作阳性对照。细胞凋亡百分比计算为每组200个细胞中TUNEL阳性细胞的百分比。[3]
为进行细胞周期分析，将处理后的肿瘤细胞用胰蛋白酶消化，用70%乙醇固定，并用碘化丙啶染色。使用FACScan流式细胞仪和CellQuest软件分析样品中的DNA含量。[3]
为检测酸性囊泡细胞器（AVO），将处理后的肿瘤细胞用吖啶橙（1 μg/mL）染色15分钟，然后在荧光显微镜下或通过流式细胞仪进行分析（FL1-H用于绿色荧光，FL3-H用于红色荧光）。使用 3-甲基腺嘌呤 (1 mM) 抑制自噬体隔离。[3]
对于单丹酰尸胺 (MDC) 染色，将肿瘤细胞以 1×10^5 个细胞/mL 的密度接种于腔室载玻片上，处理 72 小时后，在 37°C 下用 0.05 mM MDC 孵育 10 分钟，并在荧光显微镜下观察。自噬指数定义为 200 个细胞中 MDC 标记细胞的百分比。[3]
对于电镜观察，将处理后的肿瘤细胞用 3% 戊二醛和 2% 多聚甲醛在 0.1 mol/L 二甲胂酸钠缓冲液 (pH 7.3) 中固定 1 小时，再用 1% 四氧化锇后固定 1 小时，然后在 80 kV 下用透射电子显微镜观察。 [3]
对于瞬时转染和免疫荧光染色，将肿瘤细胞以 3×10^4 个细胞/mL 的密度接种于腔室载玻片上，使用 FuGene 6 转染 1 μg HA 标签的活性或显性失活 Akt 表达载体。24 小时后，用雷帕霉素联合 LY294002 或 UCN-01 处理细胞 72 小时。用 4% 甲醛固定细胞，用抗 HA 抗体和德克萨斯红标记的亲和素染色，然后用 MDC 染色，并在荧光显微镜下观察。测定 HA 阳性细胞的自噬指数。[3]

无胸腺Nu/Nu小鼠皮下接种表达VEGF-A的C6大鼠神经胶质瘤细胞
~4 mg/kg/天
腹腔注射

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体内给药。[4]
将动物随机分为治疗组和载体组，使各组的平均起始体重相等。药物治疗于手术当天或14天停药后重新给药的第一天开始。雷帕霉素每日一次腹腔注射，剂量为1.5 mg kg−1，溶于2%羧甲基纤维素溶液中。环孢素A每日一次皮下注射，剂量为15 mg kg−1，溶于10%甲醇和橄榄油溶液中。 FK506 每日一次皮下注射给药，剂量为 3 mg kg−1，溶于 10% 乙醇、10% 聚氧乙烯蓖麻油和生理盐水中。[4]

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小鼠肌肉萎缩预防：对后肢悬吊诱导肌肉萎缩的小鼠腹腔注射雷帕霉素（1 mg/kg/天）。治疗显著抑制了肌肉萎缩，表现为胫前肌和腓肠肌的肌肉重量和横截面积均显著降低。雷帕霉素还降低了萎缩相关基因（例如 Atrogin-1、MuRF-1）的表达。[4]

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吸收、分布和排泄
在免疫风险低至中等的成年肾移植患者中，口服2 mg西罗莫司后，口服溶液的血浆峰浓度 (Cmax) 为14.4 ± 5.3 ng/mL，口服片剂的血浆峰浓度 (Cmax) 为15.0 ± 4.9 ng/mL。口服溶液的达峰时间 (tmax) 为2.1 ± 0.8小时，口服片剂的达峰时间 (tmax) 为3.5 ± 2.4小时。健康受试者的达峰时间 (tmax) 为1小时。在一项多剂量研究中，每日两次重复给药，无需初始负荷剂量，6天后达到稳态血浆浓度，西罗莫司的平均谷浓度增加约2至3倍。据推测，对于大多数患者，三倍于维持剂量的负荷剂量可在1天内达到接近稳态的血浆浓度。西罗莫司的全身生物利用度约为14%。在健康受试者中，片剂给药后西罗莫司的平均生物利用度比溶液给药后高约27%。西罗莫司片剂和溶液不具有生物等效性；然而，在2 mg剂量水平下已证实二者具有临床等效性。在病情稳定的肾移植患者中，口服雷帕霉素溶液后，西罗莫司血浆浓度在3至12 mg/m²范围内呈剂量比例关系。在健康受试者中口服[¹⁴C]西罗莫司后，约91%的放射性物质在粪便中回收，仅有2.2%在尿液中可检测到。一些西罗莫司代谢物也可在粪便和尿液中检测到。在病情稳定的肾移植患者中，西罗莫司的平均（±标准差）血浆浓度比为36±18 L，表明西罗莫司广泛分布于血细胞中。西罗莫司的平均分布容积（V_ss/F）为 12 ± 8 L/kg。在免疫风险低至中等的成年肾移植患者中，口服 2 mg 西罗莫司溶液后的清除率为 173 ± 50 mL/h/kg，口服片剂的清除率为 139 ± 63 mL/h/kg。西罗莫司口服溶液后吸收迅速；健康受试者单次给药后达峰时间（t_max）约为 1 小时，而肾移植受者多次口服给药后达峰时间约为 2 小时。口服溶液后西罗莫司的全身生物利用度估计约为 14%。口服片剂后，西罗莫司的平均生物利用度比口服溶液高约 27%。在22名服用口服雷帕霉素溶液的健康志愿者中，高脂餐改变了西罗莫司的生物利用度。与空腹相比，血浆峰浓度（Cmax）降低了34%，达峰时间（tmax）延长了3.5倍，总暴露量（AUC）增加了35%。在24名服用雷帕霉素片剂并摄入高脂餐的健康志愿者中，Cmax、tmax和AUC分别增加了65%、32%和23%。
吸收：快速，经胃肠道吸收。生物利用度约为14%。高脂饮食会降低吸收。黑人患者的吸收率和吸收程度均降低。在病情稳定的肾移植受者中，西罗莫司血浆与血清素比值平均值（±标准差）为36±17.9，表明西罗莫司广泛分布于血液细胞成分中。西罗莫司的平均分布容积为12±7.52 L/kg。西罗莫司与人血浆蛋白的结合率很高（约92%）。在人体内，西罗莫司主要与血清白蛋白（97%）、α1-酸性糖蛋白和脂蛋白结合。有关西罗莫司吸收、分布和排泄的更完整数据（共7项），请访问HSDB记录页面。

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代谢/代谢物
西罗莫司在肠壁和肝脏中广泛代谢。西罗莫司主要通过CYP3A4的O-去甲基化和/或羟基化代谢，产生七种主要代谢物，包括羟基代谢物、去甲基代谢物和羟基去甲基代谢物，这些代谢物无药理活性。西罗莫司也可通过肠细胞逆行转运，从小肠进入肠腔。
西罗莫司是细胞色素P450 IIIA4 (CYP3A4) 和P-糖蛋白的底物。西罗莫司主要通过O-去甲基化和/或羟基化代谢。七种主要代谢物，包括羟基代谢物、去甲基代谢物和羟基去甲基代谢物，可在全血中检测到。其中一些代谢物也可在血浆、粪便和尿液样本中检测到。葡萄糖醛酸苷和硫酸盐结合物不存在于任何生物基质中。
生物转化：主要发生在肝脏，主要由细胞色素P450 3A酶催化。主要代谢产物包括羟基西罗莫司、去甲基西罗莫司和羟基去甲基西罗莫司。
…将西罗莫司与人及猪小肠微粒体孵育后，采用高效液相色谱/电喷雾电离质谱法检测到五种代谢产物：羟基西罗莫司、二羟基西罗莫司、三羟基西罗莫司、去甲基西罗莫司和双去甲基西罗莫司。在Ussing室中，人肝微粒体和猪小肠黏膜也产生了相同的代谢产物。抗CYP3A抗体以及特异性CYP3A抑制剂氨丁三醇和红霉素均能抑制小肠中西罗莫司的代谢，证实与肝脏类似，CYP3A酶负责小肠中西罗莫司的代谢。……
西罗莫司的已知代谢物包括16-O-去甲基西罗莫司、39-O-去甲基西罗莫司、24-羟基西罗莫司、11-羟基西罗莫司、25-羟基西罗莫司、46-羟基西罗莫司和12-羟基西罗莫司。

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生物半衰期
在肾移植病情稳定的患者中，多次给药后西罗莫司的平均终末消除半衰期（t½）估计约为62±16小时。
该药物在肾移植受者体内的消除半衰期为 57–63 小时。

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- 口服生物利用度：临床前研究表明，雷帕霉素的口服生物利用度较低（约 15–20%），这是由于其在体内首过代谢广泛，主要经肝脏和肠道代谢[1][3]。- 半衰期：小鼠和大鼠静脉注射雷帕霉素后，其血浆半衰期约为 6–12 小时[1][3]。

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肝毒性
服用西罗莫司的部分患者可能出现血清酶升高，但这些异常通常较轻微、无症状，且可自行消退，极少需要调整剂量或停药。据报道，西罗莫司的使用可导致罕见的胆汁淤积性肝炎，但该药物引起的临床肝损伤的具体特征尚不明确。大多数已发表的西罗莫司相关肝损伤病例发生在曾接触过其他潜在肝毒性药物或存在其他基础疾病（如败血症、癌症或肠外营养）的患者中。据报道，肝移植后接受西罗莫司治疗的患者发生肝动脉血栓的风险较高，但这种关联仍存在争议。概率评分：C（可能是临床显著肝损伤的罕见原因）。妊娠和哺乳期影响 ◉ 哺乳期用药概述 由于关于哺乳期口服西罗莫司的信息较少，因此可能更倾向于选择其他药物，尤其是在母乳喂养的新生儿或早产儿中。
局部用药后，血液中检测不到西罗莫司，因此局部用药不太可能影响母乳喂养的婴儿。避免涂抹于乳头区域，并确保婴儿的皮肤不与治疗区域直接接触。
◉ 对母乳喂养婴儿的影响
据报道，一名母亲在接受肾脏和胰腺移植后，接受了西罗莫司、他克莫司和泼尼松（剂量未说明）的治疗，期间婴儿仍在接受母乳喂养（喂养程度未说明）。对该母亲进行随访的作者未观察到婴儿出现任何严重副作用。
◉ 对泌乳和母乳的影响
截至修订日期，未找到相关的已发表信息。

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蛋白质结合
西罗莫司与92%的人血浆蛋白结合，主要结合血清白蛋白（97%）、α1-酸性糖蛋白和脂蛋白。

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药物相互作用
由于贯叶连翘（Hypericum perforatum）可诱导CYP3A4和P-糖蛋白的活性，而西罗莫司是二者的底物，因此同时服用贯叶连翘和西罗莫司可能导致西罗莫司浓度降低。
/西罗莫司与他克莫司合用/可能增加肝移植患者的死亡率、移植失败率和肝动脉血栓形成（HAT）风险，大多数HAT发生在移植后30天内。
/抗生素，例如利福布汀或利福喷汀；抗惊厥药，例如卡马西平、苯巴比妥或苯妥英钠，可能因细胞色素P450 3A4 (CYP3A4) 同工酶的诱导而降低西罗莫司的浓度。
当与利福平联用时，由于利福平诱导CYP3A4，西罗莫司的清除率显著增加；应考虑使用酶诱导潜力较低的其他抗菌药物。有关西罗莫司相互作用的更完整数据（共11种），请访问HSDB记录页面。

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非人类毒性值
小鼠腹腔注射LD50：600 mg/kg
小鼠口服LD50：>2,500 mg/kg

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在条件二聚化技术的背景下，雷帕霉素具有生物活性；它与内源性 mTOR 激酶结合，而 mTOR 的抑制可能会干扰实验结果的解读。[1] 在酵母中，雷帕霉素处理导致生长停滞，但细胞仍然存活（代谢活跃），即使在处理后 24 小时，细胞仍能排除活细胞染料曙红 B；温度敏感的 tor2 等位基因是可逆的。[2] 在用 10 或 100 nM 的雷帕霉素单独处理 72 小时的恶性胶质瘤细胞中，未检测到明显的亚 G1 期细胞群（凋亡）。[3]

[1]. The Rapamycin-Binding Domain of the Protein Kinase mTOR is a Destabilizing Domain. J Biol Chem. 2007 May 4;282(18):13395-401.

[2]. TOR controls translation initiation and early G1 progression in yeastMol Biol Cell. 1996 Jan;7(1):25-42.

[3]. Synergistic augmentation of rapamycin-induced autophagy in malignant glioma cells by phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B inhibitors. Cancer Res. 2005 Apr 15;65(8):3336-46.

[4]. Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat Cell Biol, 2001, 3(11), 1014-1019.

治疗用途
西罗莫司适用于预防肾移植排斥反应。建议西罗莫司与环孢素和皮质类固醇联合使用。/美国产品标签包含/
经皮冠状动脉介入治疗（PCI）治疗慢性完全性冠状动脉闭塞的长期疗效受限于较高的再狭窄率和再闭塞率。在治疗相对简单的非闭塞性病变时，与裸金属支架相比，西罗莫司洗脱支架已显示出显著降低的再狭窄率，但这些结果是否具有更广泛的适用性尚不清楚。与裸金属支架相比，使用西罗莫司洗脱支架治疗慢性完全性冠状动脉闭塞可降低主要不良心脏事件和再狭窄的发生率。
钙调神经磷酸酶抑制剂（CNI）免疫抑制引起的慢性肾功能衰竭是心脏移植术后常见的并发症。西罗莫司和吗替麦考酚酯 (MMF) 是两种相对较新的免疫抑制剂，目前尚未报道其具有肾毒性副作用。本病例报告描述了一例患者在接受环孢素免疫抑制治疗 10 个月后出现持续性慢性肾功能衰竭。在将免疫抑制方案由环孢素改为西罗莫司和吗替麦考酚酯 (MMF) 后，该患者未发生急性排斥反应，心脏移植功能良好，肾功能持续改善。该病例表明，对于心脏移植后慢性肾功能衰竭患者，西罗莫司和吗替麦考酚酯 (MMF) 可作为安全、长期的免疫抑制剂，且无需使用钙调神经磷酸酶抑制剂 (CNI)。

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药物警告
/黑框警告/ 免疫抑制剂，不建议用于肝移植或肺移植患者。免疫抑制可能增加感染风险，并可能导致淋巴瘤和其他恶性肿瘤。免疫抑制可能增加感染风险，并可能导致淋巴瘤。雷帕霉素仅应由具有免疫抑制治疗和肾移植患者管理经验的医生使用。接受此药治疗的患者应在具备充足实验室和支持性医疗资源的医疗机构接受治疗。负责维持治疗的医生应掌握患者随访所需的所有信息。雷帕霉素（西罗莫司）作为免疫抑制剂在肝移植或肺移植患者中的安全性和有效性尚未确定，因此不建议用于此类治疗。肝移植——死亡率增加、移植物丢失和肝动脉血栓形成（HAT）：一项针对原发性肝移植受者的研究表明，雷帕霉素联合他克莫司与死亡率增加和移植物丢失相关。许多患者在死亡时或死亡前后有感染的证据。在这项研究以及另一项针对原发性肝移植受者的研究中，雷帕霉素联合环孢素或他克莫司与HAT发生率增加相关；大多数HAT病例发生在移植后30天内，且大多数导致移植物丢失或死亡。肺移植——支气管吻合口裂开：已有报道称，当雷帕霉素作为免疫抑制方案的一部分用于肺移植受者时，会出现支气管吻合口裂开，其中大多数病例为致命性。葡萄柚汁可能抑制CYP3A4酶，导致西罗莫司代谢降低；因此，不应与西罗莫司同时服用，也不应使用葡萄柚汁稀释西罗莫司。
在肺移植受者中，已有报道称，当西罗莫司与其他免疫抑制剂联合使用时，会出现支气管吻合口裂开，其中大多数病例为致命性。由于西罗莫司作为肺移植患者免疫抑制疗法的安全性和有效性尚未确定，因此生产商不建议将其用于此目的。
西罗莫司与其他免疫抑制剂（例如环孢素和他克莫司）联用会增加原发性肝移植受者发生肝动脉血栓、移植物丢失和死亡的风险。由于西罗莫司作为肝移植患者免疫抑制疗法的安全性和有效性尚未确定，因此生产商不建议将其用于此用途。
有关西罗莫司的更多完整数据（共27项），请访问HSDB记录页面。

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药效学
西罗莫司是一种具有抗真菌和抗肿瘤作用的免疫抑制剂。在动物模型中，西罗莫司可延长多器官移植后的同种异体移植存活期，并逆转大鼠心脏和肾脏同种异体移植的急性排斥反应。与硫唑嘌呤或安慰剂相比，每日口服2 mg和5 mg西罗莫司可显著降低低至中度免疫风险肾移植受者在移植后6个月的器官排斥发生率。在一些研究中，西罗莫司的免疫抑制作用在停药后可持续长达6个月：这种免疫耐受具有同种异体抗原特异性。西罗莫司可有效抑制抗原诱导的T细胞和B细胞增殖以及抗体产生。在啮齿动物自身免疫性疾病模型中，西罗莫司可抑制与系统性红斑狼疮、胶原诱导性关节炎、自身免疫性1型糖尿病、自身免疫性心肌炎、实验性变应性脑脊髓炎、移植物抗宿主病和自身免疫性葡萄膜视网膜炎相关的免疫介导事件。

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- 作用机制：雷帕霉素与 FKBP12 结合形成复合物，通过阻断 mTORC1 的激酶活性来抑制 mTORC1。这导致蛋白质合成抑制、自噬诱导以及细胞生长和增殖抑制 [1][3][4]。 - 临床应用：雷帕霉素已被批准用于器官移植的免疫抑制以及某些癌症的治疗。在预防肌肉萎缩和治疗神经退行性疾病的临床前模型中，它也显示出一定的疗效 [1][3][4]。 - 副作用：雷帕霉素的常见副作用包括免疫抑制、高脂血症和高血糖。长期使用可能会增加感染和某些癌症的风险 [1][3][4]。

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雷帕霉素 是一种免疫抑制剂，通过 FKBP-雷帕霉素/FRB 三元复合物有条件地干扰蛋白质功能。 [1] 在酵母中，雷帕霉素处理可使细胞进入静止期（G0期），其特征包括DNA含量为1n、蛋白质合成减少（约为正常水平的10%）、CLN3 mRNA表达下调以及液泡增大。[2] 雷帕霉素在恶性胶质瘤细胞中诱导自噬而非凋亡，这可能是因为这些细胞对凋亡具有抵抗性。[3] 雷帕霉素与PI3K或Akt抑制剂（LY294002或UCN-01）联合使用，可协同增强雷帕霉素敏感和耐药恶性胶质瘤细胞的细胞毒性和自噬诱导，提示了一种潜在的治疗策略。[3]

C51H79NO13

914.18

913.555

C, 67.01; H, 8.71; N, 1.53; O, 22.75

53123-88-9

Rapamycin;53123-88-9

5284616

White to off-white solid powder

1.2±0.1 g/cm3

973.0±75.0 °C at 760 mmHg

183-185°C

542.3±37.1 °C

0.0±0.6 mmHg at 25°C

1.551

3.54

195.43

3

13

6

65

1760

15

O(C([H])([H])[H])[C@@]1([H])[C@@]([H])(C([H])([H])C([H])([H])[C@@]([H])(C([H])([H])[C@@]([H])(C([H])([H])[H])[C@]2([H])C([H])([H])C([C@@]([H])(C([H])=C(C([H])([H])[H])[C@]([H])([C@]([H])(C([C@]([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[C@]([H])(C([H])([H])[H])C([H])=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C(C([H])([H])[H])[C@]([H])(C([H])([H])[C@]3([H])C([H])([H])C([H])([H])[C@@]([H])(C([H])([H])[H])[C@@](C(C(N4C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[C@@]4([H])C(=O)O2)=O)=O)(O[H])O3)OC([H])([H])[H])=O)OC([H])([H])[H])O[H])C([H])([H])[H])=O)C1([H])[H])O[H] |c:35,66,70,t:62|

QFJCIRLUMZQUOT-PYYJPVDBSA-N

InChI=1S/C51H79NO13/c1-30-16-12-11-13-17-31(2)42(61-8)28-38-21-19-36(7)51(60,65-38)48(57)49(58)52-23-15-14-18-39(52)50(59)64-43(33(4)26-37-20-22-40(53)44(27-37)62-9)29-41(54)32(3)25-35(6)46(56)47(63-10)45(55)34(5)24-30/h11-13,16-17,25,30,32-34,36-40,42-44,46-47,53,56,60H,14-15,18-24,26-29H2,1-10H3/b13-11+,16-12+,31-17+,35-25+/t30-,32-,33-,34-,36-,37+,38+,39+,40-,42+,43+,44?,46-,47+,51-/m1/s1

(3S,6R,7E,9R,10R,12R,14S,15E,17E,19E,21S,23S,26R,27R,34aS)-9,10,12,13,14,21,22,23,24,25,26,27,32,33,34, 34a-hexadecahydro-9,27-dihydroxy-3-[(1R)-2-[(1S,3R,4R)-4-hydroxy-3-methoxycyclohexyl]-1-methylethyl]-10,21-dimethoxy-6,8,12,14,20,26-hexamethyl-23,27-epoxy-3H-pyrido[2,1-c][1,4] oxaazacyclohentriacontine-1,5,11,28,29 (4H,6H,31H)-pentone

AY 22989; AY22989; AY-22989; NSC-2260804; RAPA; RAP; RPM; SLM; AY 22989; SILA 9268A; WY090217; WY-090217; WY 090217; C07909; D00753; I 2190A; I-2190A; I2190A; NSC 226080; Rapamune

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

体内配方 1: 2% DMSO + 30% PEG 300+5% Tween 80+ddH2O: 5 mg/mL; 悬浊液
体内配方 2: 0.5% CMC-Na + 1%Tween-80 in Saline water: 1.98 mg/mL (2.17 mM); 悬浊液
体内配方 3:10% DMSO + 90% Corn Oil: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液
体内配方 4:10% EtOH + 40% PEG300 + 5% Tween-80 + 45% Saline: ≥ 2.5 mg/mL (2.73 mM); 悬浊液
体内配方 5:10% EtOH + 90% (20% SBE-β-CD in Saline): 2.5 mg/mL (2.73 mM); 悬浊液
体内配方 6:10% EtOH + 90% Corn Oil: ≥ 2.5 mg/mL (2.73 mM); 悬浊液
体内配方 7:10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween-80 + 45% Saline: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液
体内配方 8:10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline): 2.08 mg/mL (2.28 mM); 悬浊液 请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。