ABC转运体创新模型的构建及其相关代谢研究
发布时间：2020-05-18 14:23
【摘要】：ATP结合盒转运体(ABC Transporters)家族是体内重要的转运体家族之一,能够影响药物的吸收、分布、代谢和排泄等药代动力学过程。P-糖蛋白(P-gp)、乳腺癌耐药蛋白(BCRP)和多药耐药相关蛋白(MRPs)是ABC转运体中研究最多、与药物转运最为相关的亚型。已有的ABC转运体体外和体内研究模型存在不足,因此亟需建立研究上述转运体的新模型和新方法。本论文首先在体外创建了基于3D类器官研究BCRP及MRP2的新模型。我们从小鼠小肠中分离隐窝,在体外将隐窝培养成3D类器官,随后在mRNA水平及蛋白水平上检测3D类器官中BCRP及MRP2的表达。最后,我们使用BCRP、MRP2的荧光底物和阳性抑制剂验证3D类器官中BCRP和MRP2的功能。该3D类器官模型可以在体外研究BCRP及MRP2的功能,同时用于筛选BCRP及MRP2抑制剂。在体内模型构建方面,本论文对P-gp(Mdr1a/1b)敲除大鼠模型进行验证并开展相关代谢研究。本论文在肝、肠、肾、脑中验证敲除大鼠P-gp的表达缺失,通过P-gp底物地高辛的药代动力学实验证实敲除大鼠中P-gp的功能缺失;我们还在mRNA水平上探究敲除大鼠的肝、肠、肾、脑中细胞色素P450酶3A亚家族和其他药物转运体相关基因是否发生代偿性变化。P-gp敲除大鼠可用于研究P-gp功能、筛选P-gp底物和抑制剂。综上所述,本论文创新构建了体外基于3D类器官研究BCRP和MRP2的模型以及体内P-gp敲除大鼠模型,为更好地研究ABC转运体提供了有力的工具。
【图文】：
转运体可以分为全转运子和半转运子。全转运子是指含有两个 NBD 和两个 TMD的ABC转运体；而半转运子是只含有一个NBD和一个TMD的ABC转运体[12]。研究表明，ABC 转运体有一个 NH2-末端和一个 COOH-末端，它们与 NBD 一样都位于胞内侧，并且第一个胞外环是 N-糖基化的。其中，每个 NBD 可以分为两个子域——催化核心域和螺旋域。催化核心域含有的 ABC 特异性位点用于 ATP的结合和水解；含有的 Walker A 结构与核苷酸的磷酸基团相互作用；含有的WalkerB 结构可以激活水分子[11]。螺旋域包含 LSGGQ 基序，与 NBD 和 ATP 的结合有关[11]。TMD 由 6 个 α-螺旋构成，并且这 6 个 α-螺旋是互相平行的[11]。ABC 转运体超家族的 7 个亚家族中，ABCA、ABCC 亚家族成员均为全转运子；ABCD、ABCG 和 ABCH 亚家族都为半转运子；ABCB 亚家族中则两者都有[13]。然而，ABCE 和 ABCF 亚家族的成员只有两个 NBD 而无 TMD 结构，，所以这两个亚家族与物质跨膜转运无关[12]。ABC 转运体各亚家族结构参见图 1-1。
图 1-2 人体中 P-gp、BCRP 及 MRP2 的组织分布[19]。紫色粗体线表示一个或多个转运体达的相关位置。黑色箭头表示底物在转运体所表达位点处的转运方向。绿色宽箭头表示这转运体底物的排泄方向。Figure 1-2 Generalized overview of tissue expression of the human P-gp, BCRPand MRP2. Purpbold lines indicate the functionally relevant locations of one or more of these transporters. Blaarrows indicate the direction of transport of substrates at all expression sites. Wide arrows indicanet body excretion of the substrates of these transporters.肠道是人类最重要的消化器官，也是最大的免疫器官。哺乳动物的肠道由肠、大肠和直肠三段组成。小肠主要进行大量的消化作用，而且几乎所有消化产物的吸收都是在小肠中进行的。食物和药物经口服后，最先接触的身体屏障就胃肠道，所以胃肠道是人体的第一道防线。肠道中有很多 ABC 转运体，这些运体可以将物质（药物和毒素）排出体外，起到保护机体的作用。现已证实，
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R346
【图文】：
转运体可以分为全转运子和半转运子。全转运子是指含有两个 NBD 和两个 TMD的ABC转运体；而半转运子是只含有一个NBD和一个TMD的ABC转运体[12]。研究表明，ABC 转运体有一个 NH2-末端和一个 COOH-末端，它们与 NBD 一样都位于胞内侧，并且第一个胞外环是 N-糖基化的。其中，每个 NBD 可以分为两个子域——催化核心域和螺旋域。催化核心域含有的 ABC 特异性位点用于 ATP的结合和水解；含有的 Walker A 结构与核苷酸的磷酸基团相互作用；含有的WalkerB 结构可以激活水分子[11]。螺旋域包含 LSGGQ 基序，与 NBD 和 ATP 的结合有关[11]。TMD 由 6 个 α-螺旋构成，并且这 6 个 α-螺旋是互相平行的[11]。ABC 转运体超家族的 7 个亚家族中，ABCA、ABCC 亚家族成员均为全转运子；ABCD、ABCG 和 ABCH 亚家族都为半转运子；ABCB 亚家族中则两者都有[13]。然而，ABCE 和 ABCF 亚家族的成员只有两个 NBD 而无 TMD 结构，，所以这两个亚家族与物质跨膜转运无关[12]。ABC 转运体各亚家族结构参见图 1-1。
图 1-2 人体中 P-gp、BCRP 及 MRP2 的组织分布[19]。紫色粗体线表示一个或多个转运体达的相关位置。黑色箭头表示底物在转运体所表达位点处的转运方向。绿色宽箭头表示这转运体底物的排泄方向。Figure 1-2 Generalized overview of tissue expression of the human P-gp, BCRPand MRP2. Purpbold lines indicate the functionally relevant locations of one or more of these transporters. Blaarrows indicate the direction of transport of substrates at all expression sites. Wide arrows indicanet body excretion of the substrates of these transporters.肠道是人类最重要的消化器官，也是最大的免疫器官。哺乳动物的肠道由肠、大肠和直肠三段组成。小肠主要进行大量的消化作用，而且几乎所有消化产物的吸收都是在小肠中进行的。食物和药物经口服后，最先接触的身体屏障就胃肠道，所以胃肠道是人体的第一道防线。肠道中有很多 ABC 转运体，这些运体可以将物质（药物和毒素）排出体外，起到保护机体的作用。现已证实，
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R346
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本文编号：2669859
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