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甲基转移酶在药物代谢中的研究进展

药学学报 2024年第6期 1562-1568页

作者：陈洁仪盛莉中国医学科学院,北京协和医学院药物研究所,天然药物活性物质与功能国家重点实验室,创新药物非临床药物代谢及PK/PD研究北京市重点实验室创新药物非临床药物代谢及PK/PD研究北京市重点实验室北京协和医学院药物研究所中国医学科学院天然药物活性物质与功能国家重点实验室

甲基转移酶是一种重要的代谢酶,其主要功能是催化氮、氧和硫原子的甲基化反应。它在内外源性化合物,包括药物的体内代谢过程中发挥重要的作用。甲基转移酶广泛分布于不同组织中,以肝脏和肾脏分布最为丰富。此外,该酶的结构及活性具有一... 详细信息

甲基转移酶是一种重要的代谢酶,其主要功能是催化氮、氧和硫原子的甲基化反应。它在内外源性化合物,包括药物的体内代谢过程中发挥重要的作用。甲基转移酶广泛分布于不同组织中,以肝脏和肾脏分布最为丰富。此外,该酶的结构及活性具有一定种属和个体差异。本文将介绍甲基转移酶的生物学特性及其在药物代谢中的作用。

关键词：甲基转移酶组织分布基因多态性药物相互作用药物代谢

CYP2C19基因型与药物代谢相关性研究进展

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中国医药科学 2024年第2期14卷 36-39页

作者：安向阳王颖刘贤崔超周波青岛大学附属泰安市中心医院母胎医学病房山东泰安271000 山东省新泰市中医医院药学部山东新泰271200 青岛大学附属医院内镜室山东青岛266003 青岛大学附属泰安市中心医院博士后科研工作站山东泰安271000

细胞色素P450(CYP450)家族是人体内最重要的药物氧化代谢酶之一,而细胞色素P4502C19(CYP2C19)是CYP450家族中重要一员,参与许多药物的氧化代谢。药物代谢酶的基因多态性被认为是个体间药物反应差异最主要的原因,CYP2C19基因多态性影响... 详细信息

细胞色素P450(CYP450)家族是人体内最重要的药物氧化代谢酶之一,而细胞色素P4502C19(CYP2C19)是CYP450家族中重要一员,参与许多药物的氧化代谢。药物代谢酶的基因多态性被认为是个体间药物反应差异最主要的原因,CYP2C19基因多态性影响许多药物的代谢,并与几种常用处方药的临床疗效和安全性问题密切相关。根据CYP2C19基因多态性可将人群分为慢代谢型、中间代谢型、正常代谢型和超快代谢型四大类。本文主要介绍CYP2C19基因多态性与其代谢药物相关性的研究进展,以期为临床个体化合理用药提供参考依据。

关键词：细胞色素P450 CYP2C19 基因多态性药物代谢

微流控芯片-质谱联用技术在细胞代谢与药物代谢中的研究进展

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分析测试学报 2022年第9期41卷 1355-1364页

作者：范芳芳林金明清华大学化学系微量分析测试方法和仪器研制北京市重点实验室北京100084 贵州医科大学基础医学院药理学教研室贵州贵阳550025 贵州医科大学附属医院心血管内科贵州贵阳550000

细胞代谢与药物代谢是新药筛选和研发的关键环节,在推动人类大健康发展进程中具有重要意义。通常情况下,细胞代谢和药物筛选以传统细胞培养测定研究为主,多为静态培养条件,无法很好地模拟体内细胞动态微环境。微流控芯片-质谱联用是近... 详细信息

细胞代谢与药物代谢是新药筛选和研发的关键环节,在推动人类大健康发展进程中具有重要意义。通常情况下,细胞代谢和药物筛选以传统细胞培养测定研究为主,多为静态培养条件,无法很好地模拟体内细胞动态微环境。微流控芯片-质谱联用是近年发展起来的一种新型高通量分析技术。微流控芯片模块可高度模拟细胞体内动态微环境,与质谱联用可实时在线检测样品物质,具有高效、快速、简便、样品和试剂消耗低等特点,广泛应用于细胞代谢和药物代谢分析,有利于加速药物筛选研发进程。该文重点综述了微流控芯片-质谱联用技术及其在细胞代谢和药物代谢方面的应用概况,并对目前存在的局限性进行了讨论和展望,以期为微流控芯片-质谱联用技术在新药研发与细胞分析领域的发展提供参考。

关键词：微流控芯片-质谱联用技术 ESI/MALDI-MS接口细胞代谢药物代谢研究进展

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药物代谢模型及检测方法研究进展

药物生物技术 2022年第4期29卷 425-428页

作者：顾丽红马登磊李林首都医科大学宣武医院药学部北京市神经药物工程技术研究中心北京100053

药物代谢是在多种药物代谢酶参与下发生化学结构的改变、药理作用发挥或终止及毒性物质清除的重要体内过程,在药物开发及临床前预测药物相互作用研究中具有重要的意义。文章主要对药物代谢模型及药物检测方法作一综述,以方便研究者选择... 详细信息

药物代谢是在多种药物代谢酶参与下发生化学结构的改变、药理作用发挥或终止及毒性物质清除的重要体内过程,在药物开发及临床前预测药物相互作用研究中具有重要的意义。文章主要对药物代谢模型及药物检测方法作一综述,以方便研究者选择合适可行的代谢模型及方法研究药物的代谢及其机制。

关键词：药物代谢体内药物代谢模型体外药物代谢模型药物检测方法

中国不同人群常见药物代谢相关基因遗传多态性的研究进展

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中华医学遗传学杂志 2022年第1期39卷 108-111页

作者：张婷婷董博南李秋炎傅松滨哈尔滨医科大学医学遗传学研究室中国遗传资源保护与疾病防控教育部重点实验室哈尔滨150081

遗传背景的差异会导致不同人群对同一种药物产生药物效应差异。随着药物基因组学的研究与发展,探讨药物基因组学与群体遗传差异的关系有助于阐明药物代谢相关基因多态性在中国不同人群药物效应异质性中的重要作用。本文总结了常见药物... 详细信息

遗传背景的差异会导致不同人群对同一种药物产生药物效应差异。随着药物基因组学的研究与发展,探讨药物基因组学与群体遗传差异的关系有助于阐明药物代谢相关基因多态性在中国不同人群药物效应异质性中的重要作用。本文总结了常见药物代谢相关基因多态性在中国不同人群中的研究情况,旨在为中国不同人群的个体化治疗提供有价值的理论依据。

关键词：药物代谢单核苷酸多态性中国人群

数据库中细菌与人源药物代谢酶的比较及肠道菌群对药物代谢影响的展望

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中国药科大学学报 2023年第1期54卷 122-130页

作者：皇甫逸凡冉雨叶封硕李菁中国药科大学生命科学与技术学院南京210009 中国药科大学药物质量与安全预警教育部重点实验室南京210009 复杂基质样本生物分析湖南省重点实验室长沙410000

聚焦药物代谢相关的各种数据库和文献,对细菌来源与人源药物代谢酶的相关信息进行整理与分析,比较数据库中细菌与人源药物代谢酶收录信息的异同。结果发现细菌来源药物代谢酶比人源药物代谢酶要多很多(9703 vs 964),但是细菌来源药物代... 详细信息

聚焦药物代谢相关的各种数据库和文献,对细菌来源与人源药物代谢酶的相关信息进行整理与分析,比较数据库中细菌与人源药物代谢酶收录信息的异同。结果发现细菌来源药物代谢酶比人源药物代谢酶要多很多(9703 vs 964),但是细菌来源药物代谢酶的数量相较于BRENDA数据库中细菌酶的总体数量却少很多(9703 vs 20835235)。这说明细菌对药物代谢的影响可能被大大地低估,需要进行深入的系统性研究。本文总结了目前研究肠道菌群影响药物代谢的进展及不足,提出研究思路,即通过人工智能对肠道细菌来源蛋白是否具有药物代谢的能力进行预测,用基因编辑与体内外实验等方法进行生物学功能的验证,并建立注释功能完善的肠道菌群与药物代谢相关数据库,为如何深入挖掘肠道菌群对药物代谢影响的研究提供坚实的理论基础。

关键词：肠道菌群药物代谢代谢酶人工智能

益智仁中诺卡酮在大鼠体内的药物代谢动力学研究

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益智仁中诺卡酮在大鼠体内的药物代谢动力学研究

作者：赵梦帆郑州大学

学位级别：硕士

背景及目的:益智仁(Alpiniae Oxyphyllae Fructus)为姜科植物益智(Alpinia Oxyphylla Miq.)的干燥成熟果实。课题组前期对益智仁提取物进行了体外物质基础和体内药效情况研究,发现其乙醇提取物具有改善阿尔茨海默症(Alzheimer’s diseas... 详细信息

背景及目的:益智仁(Alpiniae Oxyphyllae Fructus)为姜科植物益智(Alpinia Oxyphylla Miq.)的干燥成熟果实。课题组前期对益智仁提取物进行了体外物质基础和体内药效情况研究,发现其乙醇提取物具有改善阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)大鼠智能障碍的作用。诺卡酮(Nootkatone,NKT)是益智仁倍半萜类主要成分之一,被认为是益智仁发挥抗阿尔茨海默活性的重要活性成分。NKT的化学名称是4,4A,5,6,7,8-六氢-4,4A-二甲基-6-(1-甲基乙烯基)-2-萘酮,不溶于水,溶于乙醇和油脂。多项药理研究表明,NKT能够逆转神经细胞的炎症及氧化损伤、改善痴呆大鼠的认知障碍,具有被开发为抗AD治疗药物的潜力。为了进一步阐明NKT在体内的动态变化过程,本文以灌胃给药NKT的正常大鼠为研究对象,对NKT在体内的血浆药动学、组织分布情况和体内代谢产物进行了系统的研究,揭示了 NKT在体内的处置情况,以期为益智仁及NKT抗AD的药理作用机制探究和治疗药物的开发提供理论依据。方法:1.分别构建NKT在大鼠血浆和各组织中的超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)含量测定方法,离子源为电喷雾离子源(ESI),扫描方式为多反应检测(MRM),以卡马西平为内标,在正离子模式下检测。药物分析方法学验证按照中国药典(2020年版)生物样品定量分析方法验证指导原则的要求进行。2.基于超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱联用技术(UHPLC-Q-Orbitrap HRMS)对给药大鼠血浆、尿液和粪便中NKT代谢产物进行研究。使用Xcalibur 2.0软件对分子式进行初步拟合,误差范围控制在5 ppm以内,推测可能存在的代谢产物;使用Compound Discovery 2.1处理质谱提供的准分子离子和加荷离子等信息,推测出代谢物可能的分子结构。将代谢物的可能分子结构和Xcalibur 2.0中的二级碎片离子信息一起导入Mass Frontier 7.0,比对分子结构和二级离子碎片是否匹配,进一步确定代谢物的结构式。结果:1.本研究建立了一种快速、简便的UHPLC-MS/MS方法用于测定给药大鼠血浆中的NKT含量。结果表明,该方法定量下限(LLOQ)为1 ng/mL,线性范围为1-100 ng/mL,r2>0.999,回收率、基质效应、精密度、准确度、短期及长期稳定性均符合生物定量分析方法的要求。大鼠灌胃10 mg/kg的NKT后,NKT在体内的达峰时间(Tmax)为 0.083 h,最大血药浓度(Cmax)为 24.30±1.67 ng/mL,总体清除率(TBCL)为0.31±0.02 L/h,半衰期(T1/2)为11.69±1.14min。2.本研究建立了一种快速、简便的测量大鼠各组织中NKT含量的UHPLC-MS/MS方法。结果显示,NKT在心、肝、肺、肾、脑中的线性范围为0.5-400 ng/mL,在脾脏中的线性范围为1-400ng/mL,r2>0.99,回收率、基质效应、精密度、准确度、短期及长期稳定性均符合生物定量分析方法的要求。NKT在大鼠体内分布广泛,0.5 h时,心、肝、脾、肺、肾、脑中NKT的含量分别为42.38±2.39、2.32±0.80、25.65±2.74、46.21±11.42、74.32±3.26、62.91±9.33 ng/g,4h 时,各组织中 NKT 含量均低于LLOQ。3.本研究对处理后的给药大鼠血浆、尿液和粪便样本进行了分析筛选,通过对二级质谱图提供的碎片离子裂解情况进行分析,首次鉴定出含原型在内的代谢产物35个。结果显示,NKT在大鼠体内能够发生氧化反应、脱水反应、水合作用、脱饱和反应、葡萄糖醛酸苷结合反应、甘氨酸结合反应等多种复合反应。结论:NKT 口服给药后,在大鼠体内能够被快速的吸收并分布在心、肝、脾、肺、肾、脑中,消除速度也快,不易在体内产生蓄积,主要经肾排泄,且在体内会发生多种代谢反应。本研究对NKT在大鼠体内的处置情况及代谢产物进行研究,以期为NKT活性的进一步开发和临床应用提供理论数据。

关键词：诺卡酮药动学组织分布药物代谢液质联用

急性肾损伤中肝脏药物代谢处置功能变化与机制研究

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急性肾损伤中肝脏药物代谢处置功能变化与机制研究

作者：丁宇晖浙江大学

学位级别：硕士

研究目的:急性肾损伤(Acute Kidney Injury,AKI)是指各种病因引起短时间内肾功能迅速减退而导致的临床综合征,是一种临床常见的急危重症,其主要指征为肾小球滤过率快速下降,血尿素氮(Blood Urea Nitrogen,BUN)、血清肌酐(Serum Creatini... 详细信息

研究目的:急性肾损伤(Acute Kidney Injury,AKI)是指各种病因引起短时间内肾功能迅速减退而导致的临床综合征,是一种临床常见的急危重症,其主要指征为肾小球滤过率快速下降,血尿素氮(Blood Urea Nitrogen,BUN)、血清肌酐(Serum Creatinine,Cre)急剧升高、少尿以及肾小管损伤。目前研究认为AKI患者的发病主要归因于肾脏灌注不足(包括疾病、手术等因素)或肾脏毒性药物(包括顺铂、万古霉素等药物)。当AKI患者伴有其他器官系统障碍时,将显著提升AKI相关的死亡率,其中就包括肝脏的功能障碍。最近研究发现在AKI疾病中,肾脏状态改变导致肝脏功能变化,除了血流动力学改变和营养物质代谢改变,AKI也对肝脏药物代谢产生影响。在本文中,研究了肾脏缺血再灌注诱导的AKI对肝脏Ⅰ相药物代谢酶、Ⅱ相药物代谢酶和药物转运蛋白的影响,利用相应代谢过程的底物药物,研究AKI疾病状态下的肝脏中不同代谢阶段的变化,从而为优化相关药物的给药剂量或者给药方式提供依据。在AKI疾病状态下,肾脏可能会通过产生“串扰介质”的方式,例如提高炎症因子和尿毒症毒素,从而对远端肝脏器官的功能产生影响。本文研究了肾脏缺血再灌注诱导的AKI可能对远端肝脏产生影响的串扰介质,并且进一步探究该介质对肝脏药物代谢影响的机制和通路,可以为治疗AKI及并发症提供新思路。综上所述,我们研究了肾脏缺血再灌注导致的急性肾损伤对肝脏代谢酶、转运蛋白的影响,并考察肝脏代谢酶、转运蛋白特异性底物代谢的变化,并初步揭示了对肝脏代谢功能的调控机制,为临床个体化用药提供了新的思路。研究方法:1.肾脏缺血再灌注导致的急性肾损伤下肝脏药物代谢改变研究使用C57 BL/6 J小鼠手术双边肾脏缺血30 min,再灌注24 h构建肾脏IRI-AKI模型。(1)血清生化分析肝肾功能指标;病理切片,HE染色考察肾脏和肝脏病理结构变化。(2)肝脏和肾脏组织q RT-PCR及Western blotting检测转运蛋白转录水平及蛋白水平变化。(3)肝脏组织送测RNA-seq高通量筛选,分析肝脏内药物代谢通路变化。(4)通过生物信息学分析RNA-seq数据考察IRI-AKI对Ⅰ相代谢酶底物的代谢影响。(5)在双边肾脏缺血模型中考察肝脏转运蛋白OATP1B2的代谢功能变化,使用特异性底物匹伐他汀于小鼠模型中进行药代动力学实验,采用LC-MS/MS方法检测肝脏OATP1B2转运蛋白底物药物匹伐他汀的代谢变化。2.肾脏缺血再灌注导致的急性肾损伤对肝脏药物代谢改变的机制研究(1)通过生物信息学分析缺血再灌注导致的急性肾损伤中肾脏和肝脏的RNA-seq数据,寻找调控串扰的潜在介质。(2)通过酶联免疫吸附剂检测(ELISA)和q RT-PCR验证肾脏缺血再灌注诱导的急性肾损伤下肾脏产生的炎性因子。(3)通过结合分析肾脏和肝脏的RNA-seq数据,寻找潜在调控肝脏代谢改变的通路。(4)通过Western blotting和q RT-PCR实验验证影响肝脏代谢的STAT3等信号通路。研究结果:1.肾脏缺血再灌注导致的急性肾损伤下肝脏药物代谢改变研究(1)肾脏IRI-AKI模型血清生化,肾功能指标BUN、Cre显著上调提示有肾损,肝损伤指标ALT、AST没有显著变化,提示没有肝损伤。病理切片,HE染色显示肾脏IRI-AKI模型中肾脏有明显病理损伤(肾小管结构破坏,肾小管水肿),肝脏无明显病理损伤。(2)肾脏中转运蛋白Oct2,Bcrp,Oat1,Oat3,Mate1转录水平显著下调;肝脏中转运蛋白Oatp1a1,Oatp1a4,Mrp2,Oatp1b2转录水平显著下调,Oatp1a5转录水平显著上升。肾脏中转运蛋白OAT1和OAT3蛋白水平无显著变化;肝脏中转运蛋白OATP1B2有下降趋势,OATP2B1,MRP3,BCRP蛋白水平没有显著变化。(3)通过RNA-seq高通量筛选并且分析后发现肝脏内药物代谢酶相关转录水平下调。(4)IRI-AKI小鼠模型中以匹伐他汀肝脏药物清除率降低,提示肝脏代谢功能可能受到抑制。2.肾脏缺血再灌注导致的急性肾损伤对肝脏药物代谢改变的机制研究(1)对RNA-seq(GSE185383)数据进行Gene ontology(GO)分析发现MAPK活性、炎性应答、细胞凋亡、氧化应激相关通路在IRI-AKI小鼠中上调,KEGG通路分析发现,TNF-α、PI3K-AKT、NF-κB、MAPK、JAK-STAT、IL-17等炎性相关信号通路在IRI-AKI小鼠肾脏中显著上升。(2)ELISA结果显示TNF-α和IL-6含量在IRI-AKI小鼠的血浆和肾脏内显著上升,q RT-PCR结果显示TNF-α和IL-6的转录水平在AKI小鼠肾脏组织内显著上调。(3)GO分析发现,炎症相关通路富集在IRI-AKI小鼠肝脏中;KEGG分析结果提示,TNF-α、IL-6相关通路在IR

关键词：急性肾脏损伤肝脏转运蛋白药物代谢

miR-199a-5p调控药物代谢酶CYP2B10的研究

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miR-199a-5p调控药物代谢酶CYP2B10的研究

作者：任舒静暨南大学

学位级别：硕士

目的:microRNA是一种高度保守的非编码RNA,通常由20-25个核苷酸构成,可调控药物代谢酶的表达,改变药物代谢,从而影响药物疗效和毒性。miR-199a-5p是许多生物过程(如细胞增殖、分化和肌源性分化)和疾病(如肿瘤)的重要调控因子。CYP2B10... 详细信息

目的:microRNA是一种高度保守的非编码RNA,通常由20-25个核苷酸构成,可调控药物代谢酶的表达,改变药物代谢,从而影响药物疗效和毒性。miR-199a-5p是许多生物过程(如细胞增殖、分化和肌源性分化)和疾病(如肿瘤)的重要调控因子。CYP2B10是肝脏中重要的药物代谢酶之一,负责环磷酰胺和安非他酮等多种临床药物的代谢与解毒。然而,miR-199a-5p是否对CYP2B10有调控作用目前尚不清楚。本论文工作旨在明确miR-199a-5p对CYP2B10的调控作用,并阐明其分子机制。方法:1.采用实时荧光定量PCR(qPCR)和蛋白质免疫印迹技术(Western blotting),分别检测mRNA和蛋白的表达水平。2.采用JetPRIMETM转染试剂盒,将miR-199a-5p模拟物转染于AML-12细胞,检测CYP(Cyp1a1、Cyp1a2、Cyp2a5、Cyp2b10、Cyp2c19、Cyp2d9、Cyp2d22、Cyp2e1、Cyp2j5和Cyp3a11)mRNA表达水平,筛选出具有显著变化的CYP。3.将miR-199a-5p的模拟物或抑制剂转染于AML-12细胞,检测CYP2B10 mRNA和蛋白的表达水平,考察miR-199a-5p对CYP2B10表达的影响。4.将miR-199a-5p模拟物或对照转染于AML-12细胞。24小时后,将AML-12细胞原培养基更换为含环磷酰胺(CYP2B10的特异性底物)的培养基,孵育1小时。采用UPLC-QTOF/MS法检测环磷酰胺及其代谢物(四羟基环磷酰胺)的浓度,考察miR-199a-5p对CYP2B10代谢活性的影响。5.将已知的CYP负调控因子(Shp、Nr1d1和E4bp4)质粒分别转染于AML-12细胞,检测Cyp2b10 mRNA表达,筛选能显著调控Cyp2b10的转录因子。6.将E4bp4高表达质粒或siE4bp4转染于AML-12细胞,检测细胞中CYP2B10 mRNA和蛋白的表达水平。采用双荧光素酶报告基因实验和染色质免疫共沉淀实验探究E4BP4对CYP2B10的调控机制。7.将miR-199a-5p的模拟物或抑制剂转染于AML-12细胞,检测细胞中E4BP4 mRNA和蛋白的表达水平。使用TargetScan和miRDB数据库,预测miR-199a-5p与E4bp43’-UTR的潜在结合位点。构建E4bp43’-UTR全长序列和结合位点突变序列,采用双荧光素酶报告基因实验,探究miR-199a-5p调控E4BP4的作用机制。结果:1.miR-199a-5p增强CYP2B10的表达及环磷酰胺代谢miR-199a-5p在小鼠的心、肝、脾、肺和肾中均有表达,在肝脏中表达量最高。miR-199a-5p模拟物增加了 AML-12细胞中Cyp2b10、Cyp2c19和Cyp2j5的mRNA表达,其中Cyp2b10的表达变化最为显著。同时,CYP2B10蛋白表达也显著增加。此外,miR-199a-5p抑制剂降低了 AML-12细胞中CYP2B10的mRNA和蛋白表达。以上结果表明,miR-199a-5p对CYP2B10具有正向调控作用。miR-199a-5p模拟物显著增加了 AML-12细胞中环磷酰胺毒性代谢物(四羟基环磷酰胺)的产生,这提示miR-199a-5p增强了环磷酰胺的代谢。2.E4BP4调控CYP2B10的转录和表达TargetScan和miRDB数据库的预测结果表明,Cyp2b10不可能是miR-199a-5p的直接靶基因。因此,miR-199a-5p可能以间接的方式调控CYP2B10。由于miR-199a-5p正向调控CYP2B10的表达(miR-199a-5p通常负向调控靶基因),因此我们推测负调控因子介导miR-199a-5p对CYP2B10的调控作用。在CYP的负调控因子(SHP、NR1D1和E4BP4)中,仅有E4BP4对CYP2B10有显著的抑制作用。E4bp4过表达下调了 AML-12细胞中CYP2B10 mRNA和蛋白的表达水平,而E4bp4的敲低上调了 CYP2B10 mRNA和蛋白的表达水平。在AML-12细胞中,E4BP4过表达降低了Cyp2b10启动子活性。此外,E4BP4可特异性结合于Cyp2b10启动子的D-box,抑制Cyp2b10的转录活性。因此,E4BP4可在转录水平调控CYP2B10。3.miR-199a-5p抑制E4BP4的蛋白表达基于TargetScan和miRDB数据库分析,E4BP4可能是miR-199a-5p的直接靶基因。因此,我们进一步验证miR-199a-5p对E4BP4的调控作用。在AML-12细胞中,miR-199a-5p模拟物降低了 E4BP4蛋白表达水平,而miR-199a-5p抑制剂提高了 E4BP4蛋白表达水平。然而,E4bp4 mRNA表达无显著变化。以上结果表明,miR-19

关键词： miR-199a-5p E4BP4 CYP2B10 药物代谢