肝脏细胞色素P450酶对雷公藤甲素所致毒性影响.pdfVIP

肝脏细胞色素P450 酶对雷公藤甲素所致毒性的影响 薛翔，武元峰，宫丽崑，栾洋，肖瑛，戚新明，李妍，邢国振，顾军，任进* 中国科学院上海药物研究所药物安全与评价研究中心 上海201203 摘要 目的 雷公藤提取物在我国用来治疗多种疾病，尤其是自身免疫性疾病和炎 症，然而因其较窄的治疗窗和潜在的多器官毒性限制了其临床广泛应用。有体外 研究提示肝脏P450 酶CYP3A4 和CYP2C19 可能参与雷公藤的主要活性成分雷 公藤甲素的代谢，但肝脏微粒体对雷公藤甲素的生物转化作用是代谢活化还是代 谢解毒，其与雷公藤甲素的毒性作用关系如何尚不明确。本研究旨在阐明肝脏 P450 酶代谢作用与雷公藤甲素毒性产生的关系。 方法 应用肝脏特异性 NADPH- 细胞色素 P450 还原酶特异性敲除小鼠 （liver-Cpr-null mice, KO ）模型，通过比较KO 小鼠与野生型（wild-type ，WT） 小鼠单次口服雷公藤甲素 0.5mg/kg，1.0mg/kg 后一般毒性反应、代谢动力学， 组织分布参数变化和代谢组学变化，研究了肝脏P450 酶活性缺失对雷公藤甲素 所致毒性的影响。 结果 雷公藤甲素0.5mg/kg 即可引起KO 小鼠在5 天内全部死亡，而 WT 小 鼠观察7 天仍全部存活。其他主要毒性反应表现为消化道系统、泌尿系统、血液 循环系统、生殖系统、免疫系统等多脏器的损伤。与 WT 小鼠相比， KO 小鼠 的毒性反应和病理组织学观察所见病变程度更为严重。血浆药代动力学变化和组 织分布动力学表明，与 WT 小鼠相比，雷公藤甲素在KO 小鼠体内的清除速率明 显减慢，各主要毒性靶器官肝脏、肾脏和脾脏等组织分布含量明显升高。 结论 雷公藤甲素可导致机体多脏器损伤，肝脏P450 酶决定了体内雷公藤甲 素的清除和组织分布，其对雷公藤甲素的生物转化主要是代谢解毒作用。研究提 示临床应用时需要注意雷公藤甲素的剂量和配伍，以避免由于药物相互作用而发 生不良反应。 关键词：雷公藤甲素；肝脏P450 还原酶；基因敲除 *通讯作者 1.前言 雷公藤提取物在我国用来治疗自身免疫性疾病和炎症已经使用了数个世纪。 雷公藤甲素作为从雷公藤中提取得到的一个二萜内酯类化合物，被认为是雷公藤 的主要活性成分。水溶性的雷公藤甲素琥珀酸盐可在血液里转变为雷公藤甲素， 最近已经被FDA 批准进行 I 期临床实验。然而，雷公藤甲素的临床应用受其较 强的毒性所限制，其毒性反应主要表现为消化道，泌尿系统，血液循环系统，生 殖系统以及骨髓等的损伤。 微粒体P450 加单氧酶在多种内源性物质和外源性物质如大多数的药物和环 境污染物的生物转化中起着重要的作用。由P450 酶催化的反应可影响药物的生 物利用度和消除，而P450 酶的活性又可以被多种药物所诱导或者抑制。因而， 参与雷公藤甲素代谢的酶很有可能影响其在临床中的安全使用。最近有研究发 现，雷公藤甲素在大鼠体内的药代动力学特征指示其在给药后很大部分是经过代 谢后消除的。另外，体外使用人肝脏微粒体和cDNA 表达纯化的人肝脏P450 酶 进行动力学研究和相关分析显示，CYP3A4 和CYP2C19 可能与雷公藤甲素代谢 有关。然而，雷公藤甲素所引起的毒性是否需要肝脏微粒体进行生物转化尚需进 行研究。 最近，肝脏P450 还原酶特异性敲除小鼠（liver-Cpr-null mice, KO ）模型已 经被建立。该小鼠模型中，编码所有P450 酶氧化还原搭档的Cpr 基因在肝脏中 被特异性敲除，最终表现为约95%的肝脏P450 酶活性缺失。该小鼠模型已经被 成功用于一系列的研究。我们首次应用了该小鼠模型对雷公藤甲素所致毒性进行 了研究。 本研究目的是确定雷公藤甲素在体内引起的毒性是否依赖于肝脏P450 酶的 代谢。我们的研究表明肝脏P450 酶在决定体内雷公藤甲素的清除和组织分布中 起着重要的作用，并且这些酶在雷公藤甲素所致的毒性中很可能起着解毒的作 用。 2.材料与方法 2.1 试剂与动物 雷公藤甲素（TL, 纯度为99%）由李源潮教授（上海药物研究所，中国）从 中药雷公藤中提取分离得到惠赠。肝脏特异性 Cpr 敲除 (KO) 小鼠由丁欣欣教 授（伍兹沃茨中心，纽约，美国）惠赠。动物繁殖与基因鉴定方