孕烷X受体对细胞色素P4503A调控机制的研究进展

细胞色素P4503A（CYP3A）是参与临床药物代谢的主要CYP同工酶之一。孕烷X受体（PXR）属于核受体超家族（NR）的NR1 Ⅰ亚家族。该受体作为药物代谢的关键转录调控因子,参与CYP3A的诱导表达。药物可通过多种途径激活PXR受体调控cyp3a基因的表达,其中包括PXR与其他核受体、转录因子及细胞信号转导通路间的相互作用等多种途径。目前,基于PXR的筛选方法已广泛应用于早期新药研发。     

孕烷X受体和CYP3A相关性的研究进展

CYP3A是生物体内化学物代谢的关键酶 ,孕烷X受体 (PXR)是CYP3A基因表达的转录活化因子。PXR分子结构的不同导致CYP3A的种属差异。化学物通过PXR调节CYP3A的表达可能是影响化学物体内代谢的一条重要途径。研究PXR和CYP3A的相互作用对于新药设计、指导临床合理用药、预测药物相互作用、减少药物不良反应都具有重要意义。     

异鼠李素对CYP3A4的调节及药物相互作用分析

观察异鼠李素对CYP3A4的转录激活、mRNA诱导及酶活性的影响,并对其在联合用药中的药物相互作用进行评价。在HepG2细胞中,采用瞬时共转染报告基因实验检测异鼠李素对PXR介导的CYP3A4的转录激活作用;荧光定量RT-PCR方法检测其对CYP3A4 mRNA的诱导作用;底物化学发光法检测其对细胞CYP3A4酶活性的影响;细胞增殖实验检测其对化疗药物伊立替康肝癌细胞毒性的影响。结果表明,异鼠李素(1、10及25μmol·L 1)可以剂量依赖性通过激活PXR而诱导CYP3A4的转录,同时可剂量依赖性上调CYP3A4mRNA表达,但对CYP3A4酶活性无影响,对化疗药物伊立替康肝癌细胞毒作用也无影响。提示异鼠李素对CYP3A4 mRNA的诱导可能与PXR途径有关,并且可能不会干扰与其联用的其他药物的代谢。本研究可以为异鼠李素临床合理用药提供参考。     

喹硫平过量时激活核受体PXR介导的药物Ⅰ相代谢酶和Ⅲ相转运体转录促进毒物消除的解毒机制

目的:考察喹硫平(quetiapine,QTP)在常规剂量与中毒剂量下对大鼠肝脏、前额叶皮质与海马中PXR信号通路及下游代谢酶CYP3A4和转运体P-gp表达的影响,并考察药物过量中毒情况下给予PXR激活剂对大鼠PXR、CYP3A4与P-gp蛋白表达的影响,从而揭示通过激活PXR信号通路促进药物脑与肝内消除的分子机制。方法:SD大鼠随机分为4组,即空白组(Control组)、常规剂量组(Normal组)、QTP中毒未干预组(Toxic组)及QTP中毒DEX干预组(Toxic+Dex组),按分组进行4d处理后,利用Western-blot技术考察不同时间点各组大鼠的肝脏、前额叶皮质与海马中PXR、CYP3 A4、P-gp的表达。结果 :腹腔注射QTP可增加脑与肝脏内PXR、CYP3A4和P-gp的蛋白表达并呈剂量依赖性;合用地塞米松(dexamethasone,DEX)可加速中毒剂量的QTP对PXR、CYP3A4和P-gp的蛋白表达的诱导作用。结论:长期使用QTP可自我诱导核受体PXR-药物代谢酶CYP3A4/转运体P-gp这一信号通路,合用核受体PXR激动剂可加速该诱导过程。激活PXR信号通路可快速有效激活解毒系统,从而可能达到快速解毒以及保护器官的目的。本实验有助于阐明药物中毒时核受体PXR对代谢酶和转运体的调控特征及分子机制,从而为开辟新的药物中毒救治途径奠定基础,为研究新型解毒药物提供新的思路。     

山姜素激活孕烷X受体和上调CYP3A4 mRNA转录的研究

目的探讨山姜素能否通过活化孕烷X受体(PXR)诱导CYP3A4的转录表达及对CYP3A4 mRNA的实际诱导作用。方法在人结肠癌LS174T细胞中,用瞬时共转染报告基因实验研究山姜素(1～50μmol.L-1)对PXR介导的CYP3A4基因的转录激活;用荧光定量RT-PCR方法检测其对CYP3A4 mRNA的实际诱导。结果 10μmol.L-1浓度山姜素能够通过活化PXR诱导CYP3A4的转录(1.63倍);10和20μmol.L-1山姜素能够明显上调CYP3A4 mRNA(2.28倍和1.65倍)的表达。结论 PXR途径也许是山姜素诱导CYP3A4基因表达的调控因素之一。     

川芎嗪对肝药物代谢酶CYP3A4的影响及机制研究

目的探讨川芎嗪对HepG2细胞中肝药物代谢酶CYP3A4的影响及其作用机制。方法采用不同浓度的川芎嗪作用于HepG2细胞48 h,MTT法检测细胞活力,并选取对细胞存活率影响较小的浓度进行实验。设置空白组、酮唑康组、不同浓度川芎嗪组以及酮唑康和不同浓度川芎嗪共同给药组,CYP3A4和PXR转染各组细胞,采用荧光素酶报告基因技术检测各给药组对CYP3A4和PXR酶活性的影响。并提取各组细胞蛋白,采用Western blot法检测HepG2细胞的CYP3A4和PXR蛋白表达水平。结果川芎嗪可以使CYP3A4酶活性增加,并呈剂量依赖性,还可使CYP3A4蛋白表达水平上调;川芎嗪可剂量依赖性地增加PXR转录活性,并使PXR蛋白水平升高。结论川芎嗪能通过激活PXR受体而对药物代谢酶CYP3A4起诱导作用。     

孕烷X受体对CYP3A基因表达的调控作用及其在药物代谢中的意义

细胞色素P450 3A(cytochrom e P4503As,CYP3As)在药物代谢过程中起重要作用,外源性化学物对肝脏CYP3A基因表达有明显的诱导作用。孕烷X受体(pregnane X recep-tor,PXR)是新发现的孤儿核受体(系统名:NR1 I2)。PXR与另一重要核受体RXR结合形成二聚体结合于CYP3A基因顺式反应元件,参与对CYP3A基因表达的调控作用。大量临床处方药物通过激活PXR而诱导CYP3A基因表达,构成了临床药物间相互作用的分子基础。     

DNA甲基化参与PXR介导的CYP3A4的表达

目的 DNA甲基化作为表观遗传学的关键组成部分,在基因的表达调控中发挥重要作用。本实验旨在研究DNA甲基化对PXR(孕烷X受体)介导的CYP3A4基因表达的影响。方法以HepG2细胞为研究对象,(1)用甲基转移酶抑制剂5-Aza-2-d C处理细胞,并过表达PXR质粒,检测处理前后CYP3A4和PXR mRNA的表达;(2)构建pCpGLCYP3A4-启动子(P)和pCpGL-CYP3A4-启动子&增强子(EP)质粒,进行体外甲基化,通过双荧光素酶报告基因系统检测荧光素酶活性;(3) EP甲基化和未甲基化质粒转染细胞,用ChIP-q PCR技术检测CYP3A4启动子区PXR的富集;(4) EP甲基化和未甲基化质粒转染细胞,24 h后加入10μmol·L~(-1)利福平诱导,48 h检测CYP3A4 mRNA的表达。结果 (1) 5-Aza-2-d C能够显著促进CYP3A4和PXR mRNA的表达(P<0.05),呈浓度和时间依赖性;过表达PXR质粒同时暴露5-Aza-2-d C,CYP3A4 mRNA表达水平分别是过表达PXR质粒组和5-Aza-2-d C组的1.77倍和1.85倍(P<0.05);(2) EP未甲基化质粒+PSG5-PXR表达质粒组荧光素酶活性是对照组的1.88倍,而EP甲基化质粒+PSG5-PXR表达质粒组是对照组的1.05倍,两者有显著性差异(P<0.05);(3) EP未甲基化组PXR在CYP3A4启动子远端、中间和近端的富集分别为甲基化组的5.8,5.5和8.9倍;(4)利福平诱导后,EP未甲基化组CYP3A4 m RNA的表达量是对照组的2.4倍(P<0.05),而EP甲基化组CYP3A4 mRNA表达量无显著变化。结论 CYP3A4增强子区甲基化能够抑制PXR介导的CYP3A4的表达,且不受利福平诱导。     

降血糖药物对细胞色素P 450 3A 4的转录调节作用

观察几种降血糖药物是否能通过活化孕烷X受体(PXR)诱导细胞色素P450 3A4(CYP 3A4)的转录表达。在人肝肿瘤细胞株HepG2细胞中,用瞬时共转染报告基因实验进行几种降血糖中药提取物在不同浓度和不同处理时间下对PXR介导的CYP 3A4的转录调节作用研究。筛选出五味子、牛蒡子、桔络3种中药提取物以及非磺脲类促胰岛素降糖药米格列奈分别作用于HepG2细胞24 h后,均能诱导PXR介导的CYP3A4基因的转录表达,诱导能力随浓度增强,而其他待测药物无类似作用。在不同处理时间的研究中,五味子、牛蒡子、桔络以及米格列奈均能在12 h~36 h内增强CYP 3A4的转录表达,诱导能力随时间延长呈增强趋势。     

lncRNA HNF4α-AS1参与调控转录因子和细胞色素CYP450表达

目的细胞色素P450酶系(CYP450s)是体内主要的氧化代谢酶系。临床上70%以上的处方药物经由CYP450s催化代谢。研究表明,转录因子参与CYP450s的表达调控,其中转录因子HNF4α在CYP450s的转录调控中发挥重要的作用。近期发现转录因子附近的一些非编码RNA(lnc RNA)参与其邻近基因的调节。lnc-HNF4α(HNF4α-AS1)与HNF4α相邻,是HNF4α基因的互补反义RNA。本文目的是探讨在肝癌细胞Huh7中lnc RNAHNF4α-AS1对转录因子与CYP450s表达的调控作用。方法在肝癌细胞huh7上进行功能缺失实验敲除HNF4α以及功能缺失实验敲除HNF4α-AS1与功能获得实验过表达HNF4α-AS1,q-PCR法检测lnc RNA和代谢酶以及转录因子mRNA的表达。结果在肝癌细胞Huh7中,si RNA有效干扰HNF4α后,HNF4α-AS1表达降低,CYP(1A2,2E1,2B6,2C8,2C9,2C19,3A4)的mRNA的表达以及转录因子(PXR,CAR,AhR)mRNA表达降低。在Huh7细胞中,si RNA有效干扰HNF4α-AS1后,CYP(1A2,2C8,2C9,2C19,3A4)的表达以及核受体PXR的mRNA表达升高,有效过表达HNF4α-AS1后,CYP450s以及核受体PXR的mRNA表达下降。结论 lnc RNAHNF4α-AS1参与调控转录因子与细胞色素CYP450s的表达。     

Natural protein variants of pregnane X receptor with altered transactivation activity toward CYP3A4.

Between 45 and 60% of all drugs currently used are metabolized by the CYP3A4 protein. CYP3A4 expression in liver varies up to 60-fold in the general population, which can lead to ineffective drug therapy (high CYP3A4) or, on the other hand, to harmful drug reactions (low CYP3A4). Most of this variability has been attributed to genetic factors, but to date their identity remains unknown. Recently, it was shown that CYP3A expression is largely controlled by the pregnane X receptor (PXR). We, therefore, hypothesized that polymorphisms in PXR may contribute to CYP3A4 variability. The presence of PXR variants was investigated in two ethnic groups, Caucasians and Africans. Six missense mutations leading to variant PXR proteins were identified, and their consequences on CYP3A4 expression were analyzed. Expressed in LS174T cells, three protein variants, V140M, D163G, and A370T, exhibited altered basal and/or induced transactivation of CYP3A promoter reporter genes. Thus, these natural PXR protein variants may play a role in the observed interindividual variability of CYP3A4 expression and may be involved in rare, atypical responses to drugs or altered sensitivities to carcinogens.     

Attenuating pregnane X receptor (PXR) activation: A molecular modelling approach

Recent studies have demonstrated that the pregnane X receptor (PXR) is a key regulator of cytochromes P450 3A (e.g. CYP3A4 in human) gene expression. As a result, activation of PXR may lead to CYP3A4 protein over-expression. Because induction of CYP3A4 could result in clinically important drug–drug interactions, there has been a great interest in reducing the possibility of PXR activation by drug candidates in drug-discovery programmes. In order to provide structural insight for attenuating drug candidate-mediated PXR activation, we used a docking approach to study the structure–activity relationship for PXR activators. Based on our docking models, it is proposed that introducing polar groups to the end of an activator should reduce its human PXR (hPXR) activity via destabilizing interactions in the hydrophobic areas of the PXR ligand-binding pocket. A number of analogues that incorporate these structural features then were designed and synthesized, and they exhibited significantly lower hPXR activation in a transactivation assay and decreased CYP3A4 induction in a human hepatocytes-based assay. In addition, an example in which attenuating hPXR activation was achieved by sterically destabilizing the helices 11 and 12 of the receptor is presented.