长期吸烟对药物代谢酶和转运体mRNA表达及CYP450酶/P-糖蛋白活性的影响

摘要

第一部分、长期吸烟对药物代谢酶及转运体mRNA表达的影响
　　目的：药物代谢酶及转运体与药物在体内的处置紧密相关，许多因素均可影响药物代谢酶及转运体的活性，进而导致药物产生个体差异及毒性反应。现代研究表明吸烟对CYP450酶及一些转运体的活性都有影响。本部分拟建立长期吸烟动物模型，研究长期吸烟对药物代谢酶及转运体的影响。
　　方法：12只SPF级雄性C57BL/6小鼠，随机分为：1）正常对照组（n=6），饲养180天；2）实验组（n=6），置于规格为80cm×60cm×60cm的密闭玻璃箱中。点燃6支香烟置于箱内自行燃烧。每天熏烟1次，每次2h，每周6天，共计180天。造模结束后，应用Real-time PCR检测长期吸烟对肝脏中101种药物代谢酶及转运体包括40种Ⅰ相药物代谢酶、37种Ⅱ相药物代谢酶、6种摄入转运体、10种外排转运体及8种转录因子mRNA的影响。
　　结果：长期吸烟改变大多数药物代谢酶的表达（诱导21种药物代谢酶；抑制26种代谢酶）。长期吸烟降低了Oatp1a1（28％）、Oat2（33%）、Oct-1（87%）、CYP3a11（27%）、Adh6b（48%）、Adh7（35%）、Aldh1a7（47%）、Aldh6a1（61%）、Aldh8a1（33%）、Cess3a（38%）、Esd（41%）、Aadac（31%）、Sult1a1（83%）、Sult1e1（38%）、Sult3a1（46%）、Sult5a1（50%）、Ugt2b1（24%）、Ugt2b36（47%）、Ugt3a2（32%）、Ugdh（46%）、Gsta4（35%）、Gstp1（49%）、Gstp2（45%）、Nat1（69%）、Nat2（42%）、Comt（40%）、Abcg5（29%）、PPAR?（54%）、HNF1?（52%）和 RXR?（43%）mRNA的表达水平（p＜0.05），增加了 CYP1a1（78%）、CYP1a2（66%）、CYP2b10（51%）、CYP4a14（181%）、Por（68%）、Fmo1（94%）、Fmo2（54%）、Fmo3（36%）、Fmo9（45%）、Adh5（30%）、Aldh1a1（105%）、Aldh2（48%）、Aldh8a2（69%）、Cess1g（97%）、Ugt1a1（38%）、Ugt1a5（53%）、Ugt2b35（37%）、Gstm2（116%）、Gstm6（29%）、Gstt2（28%）、Abcc2（32%）、Mdr1（98%）、AhR（46%）、CAR（178%）和 PXR（36%）mRNA的表达水平（p＜0.05）。
　　结论：长期吸烟能够影响几乎半数的药物代谢酶及转运体的表达，可能导致药物产生个体差异及毒性反应。
　　第二部分、长期吸烟对CYP450s表达和活性的影响
　　目的：细胞色素P450酶系广泛存在于肝脏、肾脏、小肠、肺、大脑等组织中，参与许多内源性物质、药物和环境化合物等外源性物质的生物转化。遗传多态性、年龄、病理状态以及环境因素等均可影响其活性。现有研究表明吸烟对CYP450酶有影响，但是尚无长期吸烟对CYP450酶动物体内实验的报道。因此，本部分研究通过建立长期吸烟动物模型，探明长期吸烟对CYP450酶表达和活性的影响。
　　方法：24只SPF级SD雄性大鼠，随机分为2组：1）正常对照组（n=12），饲养180天；2）实验组（n=12），置于规格为80cm×60cm×60cm的密闭玻璃箱中。点燃6支香烟于箱内燃烧。每天熏烟1次，每次2h，每周6天，共计180天。造模结束后，应用Cocktail法检测长期吸烟对体内CYP1A2、CYP2C11、CYP2E1和CYP3A1活性的影响。实验组（n=6）和对照组（n=6）SD大鼠口服混合探针药物非那西丁（20mg/kg）、甲苯磺丁脲（5mg/kg）、氯唑沙宗（20mg/kg）及咪达唑仑（10mg/kg）后，采集0～48小时血样，LC-MS-MS方法检测血浆中各探针药物浓度。同时应用Real-time PCR检测长期吸烟对大鼠肝脏CYP1A2、CYP2C11、CYP2E1及CYP3A1 mRNA表达的影响。
　　结果：与正常组相比较，长期吸烟实验组大鼠血样中非那西丁的AUC(0-∞)、t1/2和 Cmax均明显降低，分别为10971.1±238.4 vs7451.6±123.9μg·h/L（p＜0.05）、2.06±0.65 vs0.75±0.10h（p＜0.05）和6728.3±52.4 vs4940.0±18.0μg/L（p＜0.05），非那西丁的血浆清除率明显增加（1.641±0.469vs2.209±0.494L/h/kg, p＜0.05）；血样中甲苯磺丁脲的AUC(0-∞)、t1/2、Cmax和 MRT(0-∞)均明显增加，分别为449565.0±70733.9 vs658288.6±33820.6μg·h/L（p＜0.05）、16.81±2.37 vs23.46±6.92h（p＜0.05）、18425.0±6409.6 vs27766.7±6833.1μg/L（p＜0.05）、24.79±9.37 vs34.25±4.70h（p＜0.05），甲苯磺丁脲的血浆清除率明显降低（0.008±0.002vs0.005±0.001L/h/kg, p＜0.05）；血样中咪达唑仑的AUC(0-∞)、t1/2、Cmax和MRT(0-∞)均明显增加，分别为1447.4±48.8 vs2237.1±50.5μg·h/L（p＜0.05）、1.69±0.34 vs2.60±0.68h（p＜0.05）、974.8±70.4 vs1808.3±83.6μg/L（p＜0.05）、1.75±0.49 vs3.31±0.82h（p＜0.05），甲苯磺丁脲的血浆清除率明显降低（9.089±0.614vs5.376±0.204L/h/kg,p＜0.05）。Real-time PCR结果表明与正常组相比，长期吸烟组CYP1A2mRNA的表达增加了60%（P＜0.05），CYP2C11和CYP3A1分别降低了53%、69%（P＜0.05），CYP2E1mRNA的表达没有明显的变化（P＞0.05）。
　　结论：长期吸烟能够诱导体内CYP1A2酶的活性，对CYP2C11和CYP3A1酶活性有显著的抑制作用，对CYP2E1酶活性没有明显的影响。
　　第三部分、长期吸烟对P-糖蛋白表达和活性的影响
　　目的：P-糖蛋白是一种能量依赖型转运蛋白，存在于肝脏、肾脏、小肠及脑部等组织器官中，能将多种不同类型化学结构的药物逆向排出细胞，对药物体内药代动力学过程具有重要意义。P-糖蛋白是临床药物产生耐药性的重要原因。因此，本部分通过建立长期吸烟动物模型，研究长期吸烟对不同组织P-糖蛋白表达和活性的影响。
　　方法：36只SPF级SD雄性大鼠，随机分为：1）对照组（n=18），饲养180天；2）实验组（n=18），置于规格为80cm×60cm×60cm的密闭玻璃箱中。点燃6支香烟于箱内自行燃烧。每天熏烟1次，每次2h，每周6天，共计180天。造模结束后，实验组和对照组SD大鼠静脉注射罗丹明-123后，于1h采集血样和脑组织样本，HPLC方法检测样本中罗丹明-123的浓度。同时，免疫组化法检测P-糖蛋白的表达，并用Real-time PCR检测长期吸烟对大鼠肝脏、肾脏、小肠及脑部P-糖蛋白mRNA表达的改变, Western-Blot法检测长期吸烟对大鼠肝脏、肾脏、小肠及脑部P-糖蛋白蛋白表达的变化。
　　结果：与正常组相比较，长期吸烟实验组大鼠肝脏、肾脏、小肠P-糖蛋白mRNA表达水平分别增加了91%（P＜0.05）、109%（P＜0.01）、91%（P＜0.05），肝脏、肾脏、小肠P-糖蛋白蛋白表达水平分别增加了25%（P＜0.05）、43%（P＜0.05）、67%（P＜0.05），两组间脑部P-糖蛋白mRNA和蛋白表达水平没有明显的变化。
　　结论：长期吸烟能够显著增加肝脏、肾脏、小肠P-糖蛋白 mRNA及蛋白的表达，而对脑部P-糖蛋白mRNA及蛋白的表达没有明显的影响。

目录

英文缩略词表

前言

参考文献

第一部分：长期吸烟对药物代谢酶及转运体 mRNA 表达的影响

前言

实验方法

结果

讨论

参考文献

第二部分：长期吸烟对CYP450s表达和活性的影响

前言

实验方法

结果

讨论

参考文献

第三部分：长期吸烟对P-糖蛋白表达和活性的影响

前言

实验方法

结果

讨论

参考文献

全文总结与展望

创新点

综述:药物代谢酶和转运体基因表达及调节机制的研究进展

附录

致谢