核受体介导的三氯生对药物代谢基因的调控及药物相互作用研究

发布时间：2020-07-23 22:47

【摘要】：通过药物代谢酶和转运体介导的药物药物相互作用(Drug-Drug Interaction,DDI)能够使药物的有效性和安全性降低,造成用药安全的隐患。药物代谢酶和转运体被诱导是造成药物相互作用的一个重要原因,这种诱导通常由核受体介导。因此基于核受体的药物相互作用研究是一种具有前瞻性的方法。孕烷X受体(pregnane X receptor,PXR)和组成型雄烷受体(constitutive a ndrostane receptor,CAR)能够在受到外源化合物刺激后对代谢酶、转运体等代谢相关基因进行转录调控,从而影响药物在体内的代谢特性。多年来,三氯生(triclosan,TCS)一直被作为一种安全无毒的抗菌剂广泛添加于日化产品中。但近年来,多项研究证明TCS具有扰乱内分泌、影响肌肉功能、促进肿瘤生长的不良作用,美国FDA已于2016年禁止在洗手液和化妆品中继续添加TCS。TCS可在小鼠内激活CAR受体,但由于核受体的种属差异,TCS对其他种属CAR受体的作用并不明确。本课题以TCS为工具,一方面确证其对不同种属药物代谢酶和转运体的诱导作用,并通过CAR基因敲除小鼠初步探讨TCS对药物代谢酶和转运体的诱导作用是否与CAR密切相关;另一方面,评价TCS与临床药物乌头碱和索拉菲尼可能发生的药物相互作用,并初步探讨机制。本课题的研究内容和结果总结如下:1)qPCR考察TCS对不同种属肝脏CYP酶和转运体mRNA表达的影响。结果显示90mg/kgTCS处理SD大鼠肝脏Cyp2b1被诱导1.85倍,Cyp3a1被诱导5.96倍;30mg/kgTCS处理C57BL/6小鼠肝脏Cyp2b10被诱导6.24倍,Cyp3a11被诱导2.30倍,Abcb1b被诱导1.71倍;20μMTCS处理人原代肝细胞可诱导CYP3A4至对照组的4.7倍,CYP2B6至空白组的1.6倍;30mg/kgTCS处理CAR敲除小鼠诱导作用明显减弱,仅Cyp3a11被诱导至2.5倍。该结果明确了TCS对啮齿类动物肝脏代谢酶和转运体的诱导作用,主要以诱导Cyp2b、Cyp3a及Mdr1为主;但同时诱导作用存在种属差异性,大鼠以Cyp3a为主而小鼠以Cyp2b为主;小鼠肝脏转运体基因Abcb1b可被TCS诱导,大鼠相对应的转运体基因Mdr1不可被TCS诱导;人以CYP3A为主;CAR敲除小鼠肝脏Cyp3a11被TCS诱导的特性不因CAR缺失而消失,表明TCS对小鼠肝脏Cyp3a11的诱导作用并非由CAR介导。2)TCS在2.5μM-10μM浓度范围内可诱导大鼠原代肝细胞CYP3A1活性至2.1,3.2和4.6倍;10mg/kg,30mg/kg,90 mg/kgTCS处理SD大鼠可使大鼠肝微粒体1-羟基咪达唑仑转化活性分别增高至1.9倍,2.3倍和3.4倍;表明TCS在体内和体外模型中均能诱导CYP3A1活性。q-PCR结果显示10mg/kg,30mg/kg,90mg/kgTCS分别诱导大鼠肝脏Cyp3a酶m RNA表达至空白对照组的1.6,2.5和4.0倍,western blot结果与其一致;结果证明TCS可同时诱导大鼠肝脏CYP3A1的表达和活性。3)10mg/kg,30mg/kg,90 mg/kg TCS处理大鼠的咪达唑仑血浆药物浓度曲线下面积(AUC)分别降至48.3,56.5和71.5%(p0.01),血浆浓度峰值(Cmax)分别降至对照组的74.1,73.1和81.2%(p0.01),体内总清除率分别升高至对照组的1.5,2.3,3.8倍。10mg/kg,30mg/kg,90 mg/kg TCS处理大鼠的乌头碱血浆药物浓度曲线AUC分别降至对照组的27.3,50.9和53.7%(p0.01),Cmax分别降至对照组的39.2,31.1和37.8%(p0.01),体内总清除率分别升高至对照组的1.4,2.1和2.0倍。该结果表明TCS连续给药可诱导大鼠CYP3A1活性并降低乌头碱在大鼠体内暴露量。4)乌头碱分子与人CYP3A4酶晶体结果的分子对接模拟评分为8.307,在CYP3A4的Arg212,Glu374和Ala370三个氨基酸残基形成氢键,在疏水簇(Phe215/108)形成疏水键。该结果表明AC能够与CYP3A4直接结合,可能是CYP3A4的底物。5)TCS在30nmol/L至1000nmol/L范围内可诱导肝癌细胞系MHCC97-H的CYP酶和ABC转运体的m RNA表达,300nmol/L为最大诱导浓度;在该范围内,TCS对非药物代谢相关的耐药基因,如ALDH1A1,Apo E,ADRA2A,DPYD,COMT,TPMT,HTRAMTHFR等基因的表达没有诱导作用。6)MTT实验结果显示100nmol/L至100nmol/LTCS可诱导MHCC97-H增殖。与TCS联合用药后索拉菲尼抑制MHCC97-H增殖IC50值由1.03μmol/L增加至9.64μmol/L,该结果表明TCS可促进肝癌细胞系的增殖,索拉菲尼与其联合用药会降低索拉菲尼对肿瘤细胞的抑制作用。7)LC-MS/MS结果显示,TCS联合给药后,索拉菲尼在MHCC97-H细胞中的半衰期由9.70小时降至5.43小时;索拉菲尼在小鼠皮下肿瘤内的半衰期由20.56小时降至12.39小时;该结果表明TCS能够促进索拉菲尼在肿瘤细胞和肿瘤组织内的清除。8)小鼠皮下肿瘤和肝脏内肿瘤生长实验结果显示,与对照组相比,TCS单独使用可使肿瘤体积、重量显著提高,索拉菲尼单独使用可使肿瘤体积、重量显著降低,但二者合用会降削弱索拉菲尼抑制肿瘤生长的效果。PET-CT扫描及肿瘤相放射值定量的结果与该结果一致,这些结果说明TCS发挥着肿瘤推动剂的作用,并且与其联合用药可显著削弱索拉菲尼抑制肿瘤生长的作用。本论文以核受体为出发点,考察了环境化合物TCS对不同种属动物肝脏主要CYP酶和转运体表达的影响情况,明确了TCS在不同种属中的诱导亚型,以及TCS诱导小鼠CYP酶和转运体与核受体CAR的相关性;确定了TCS诱导乌头碱和索拉菲尼药物相互作用的风险。并初步探讨了造成这两种药物相互作用的机制。TCS诱导乌头碱药物相互作用的机制主要是药物代谢型药物相互作用,而TCS诱导索拉菲尼的药物相互作用涉及多个方面,包括对肝癌细胞中药物代谢酶和转运体的诱导、加快索拉菲尼在细胞内和肿瘤内的清除、增加肝癌细胞对索拉菲尼的抗性等多个方面。
【学位授予单位】：军事科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R96
【图文】：

TCS 对大鼠肝脏 CYP 酶和转运体 mRNA 表达的影响（Mean±SD, n=*p<0.05 , **p<0.01 vs control TCS 处理组的大鼠肝脏 CYP 酶 mRNA 表达量见上图 1.1，gTCS 可显著诱导大鼠肝脏 Cyp2b1 至空白组的 1.85 倍，Cyp

图 1.2 TCS 对正常 C57BL/6 小鼠肝脏 cyp 酶和转运体 mRNA 表达的影响*p<0.05 , **p<0.01 vs control（Mean±SD, n=3）照组和 TCS 处理组的小鼠肝脏 cyp 酶 mRNA 表达量见图 1.2，小鼠腹腔g/kgTCS 可显著诱导小鼠肝脏 cyp2b10 至空白组的 6.24 倍， cyp3a11 至 2.30 倍，Abcb1b 至空白组的 1.71 倍，对于 CYP1A2 没有诱导作用。

图 1.3 TCS 对 CAR 敲除 C57BL/6 小鼠肝脏 CYP 酶和转运体 mRNA 表达的影响*p<0.05 , **p<0.01 vs control（Mean±SD, n=3）对照组和 TCS 处理组的 CAR 敲除小鼠肝脏 cyp 酶 mRNA 表达量见图 1.3，基敲除小鼠腹腔注射 30mg/kgTCS 可显著诱导肝脏 cyp3a11 至空白组的 2.50 倍，

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本文编号：2767941