《大鼠cyp2c11诱导与抑制模型

大鼠CYP2C11诱导与抑制模型的构建》
可行性报告回鹘式蒙古文
一、立项的背景及意义
药物的体内代谢主要依赖细胞素P450酶(cytochromeP450,CYP450),它有多个亚型,其中约12%临床常用药物是经CYP2C9代谢的,特别是包括抗癫痫作用的苯妥英、抗凝血作用的华法林等一些指数较窄的药物,CYP2C9被诱导或被抑制将影响这些药物的安全性和有效性,导致失败或药物过量,甚至死亡。
研究表明CYP2C9在人体中主要分布于肝脏、肾脏和小肠,多数化合物(包括食物来源)可影响CYP450的活力,如卡马西平、、地塞米松和利福平等药物能诱导CYP2C9相关蛋白的表达,而磺胺、安替比林、双香豆素、氯霉素、西米替丁、保泰松、苯磺唑酮、唑类抗真菌药(如氟康唑、酮康唑、麦康唑)和选择性5一羟胺再摄取抑制剂等药物能抑制其活性,而来源于食物和中药的天然化学成分对CYP2C9表现为更复杂的调节作用。
另一方面,临床上联合用药(尤其是中西药合用)现象越来越多,临床医生和药师需要有足够证据去判别基于CYP2C9活力改变所带来的安全隐患。考虑到医学伦理因素,这些证据需从体外获取。在大鼠中
与人CYP2C9相应的蛋白质命名为CYP2C11,所以构建大鼠的CYP2C11实验模型可以用以评估人体内基于CYP2C9药物的相互作用情况,另外也可作为个体化给药、致癌物代谢等研究的动物模型。
二、国内外研究现状和发展趋势
CYP450的模型中,国外研究较多的是采用转基因技术构建P450实验模型。例如Donato[4]等利用表达单个CYP450的完整细胞,建立了基于荧光分析的9个CYP450(CYP1A2,
CYP2A6,CYP2B6,CYP2D6,CYP2E1,CYP2C8,CYP2C9,CYP2C19和CYP3A4)表达活性筛选系统, 用来筛选新化学实体的CYP450抑制潜能。Finn RD[5]等采用基因敲除技术建立肝和胃肠道中P450酶缺失的小鼠模型。Gu J[6]等建立敲除肝P450酶的小鼠模型,Miki Katoh[7]则用嵌合子小鼠模拟人化的肝研究P450酶对药物的代谢。转基因动物模型能有效的消除干扰因素,但是转基因动物培育的成活率低,技术要求高,而且培育的费用也惊人,因而目前转基因动物模型难以在广大科研实验中普及推广。
CYP450的另一种实验模型是体外模型。M.Turpeinen[8]采用大鼠、兔、犬、猴等动物的肝脏构建CYP450的体外实验模型;另外也有采用人肝细胞原代培养系统的报道。人肝细胞原代培养系统能全面地反映药物进入人体内的真实状态,其代谢处理系统与人体内极其相
似,但是也有局限性。①肝细胞的来源受到限制,培养条件较复杂。而且个体之间由于遗传和环境等因素的影响使CYP450的表达水平存在差异。②肝细胞的培养只能维持一段时间,永生化的细胞系对表型基因的表达与原代培养存在差异,而不能完全取代人肝细胞培养。[9] 综上所述,构建一种操作简单、成本低又接近在体的新的P450酶诱导和抑制的动物模型显得尤为重要。有研究者根据CYP4502C9在甲苯磺丁脲甲基羟化代谢中有决定性作用,设计以甲苯磺丁脲作为其体内、外活性检测的特异性探针药[10],研究了CYP2C9基因具有高度多态性的临床意义[11]。但是还没有构建相应的大鼠CYP450诱导和抑制模型。
参考文献
[1] Park BK. Cytochrome P450 enzymes in the heart [J].Lancet,2000,355(9208):945.
[2] 成碟,徐为人,刘昌孝. 细胞素P450(CYP450)遗传多态性研究进展[J].中国药理学通报,2006,22(12):1409-1414.
[3] 细胞素P450酶系的结构、功能与应用前景[M].科学出版社, 2001,10:7.
[4] Donato MT,Jimenez N,Castell JV ,et al. Fluorescence based assays for screening nine cytochrome P450(P450)activities in intact cells expressing individual human P450 enzymes [J].Drug Metab Dispos,2004,32(7):699-706.
[5] Finn RD;McLaren AW;Carrie D. Conditional deletion of cytochrome P450 oxidoreductase in the liver and gastrointestinal tract:a new model for studying the functions of the P450 system[J]. Pharmacol Exp Ther. 2007,322(1):40-47.
[6]Gu J,Chen CS,Wei Y. A mouse model with liver-specific deletion and global suppression of the NADPH-cytochrome P450 reductase gene:characterization and utility for in vivo studies of cyclophosphamide disposition.[J]. Pharmacol Exp Ther. 2007,321(1):9-17.
[7] Katoh M;Sawada T;Soeno Y;et al. In vivo drug metabolism model for human cytochrome P450 enzyme using chimeric mice with humanized liver[J]. Pharm Sci. 2007,96(2):428-437.
[8] M. Turpeinen,C. Ghiciuc, M. Opritoui,et al.Predictive value of animal models for human cytochrome P450 (CYP)-mediated metabolism:A comparative study in vitro[J]. Xenobiotica, 37(12):1367-1377.
[9] 王青秀,吴纯启,廖明阳.细胞素P450酶诱导和抑制效应高通量筛选系统研究进展[J]. 中国新药杂志.2007,l6(3):204-208.
[10] 郭喻,汪晖.人细胞素P450同工酶探针底物特异性的研究进展[J]. 中国药理学通报,2007, 23 (7):851-854.
[11] 李智,王果,周宏灏. CYP2C9基因多态性及其功能意义研究进展[J]. 中同临床药理学与学. 2008,13(6):601-609.
三、项目的研究内容和实施方案
stewart平台研究内容:
1. 优选合适的造模药物。以酶活力和相关基因表达为指标,从已有的CYP2C9诱导剂和抑制剂中选取适当的药物。
2. 造模方法比较。比较不同剂量(高低剂量),不同给药途径(灌胃和腹腔注射)两种给药方法对大鼠CYP2C11酶总活力的影响。
3. 模型的稳定性考察。比较不同生长期的大鼠模型,考察影响造模成功率及模型稳定性的年龄因素。
实施方案:
SD大鼠具有生长快,繁育性能好,大多用于安全性试验及营养与生长发育有关的研究。该品系广泛用于药理、毒理、药效及GLP实验,故本实验采用SD大鼠进行研究。实验分为CYP2C11诱导模型的建立与抑制模型的建立两个部分。
1. CYP2C11诱导模型的建立
1.1筛查实验
40只SD雄性成年大鼠分成4组,每组10只,分别给以诱导药物卡马西平、、地塞米松和利福平。给药前用探针药物甲苯磺丁脲测定每只大鼠CYP2C11的代谢能力。
每2周用甲苯磺丁脲测定每只大鼠CYP2C11的代谢能力的改变,以2周为一循环考察卡马西平、、地塞米松和利福平对CYP2C11诱导能力的不同,从中选择诱导能力最强的药物。
1.2 造模实验
1.2.1 不同剂量对模型的影响
30只SD雄性成年大鼠分成3组:高剂量组、低剂量组和对照组,高低剂量分别给以不同剂量的造模药,对照组给以溶媒剂。
①给药前每只大鼠取血测定CYP2C11基因
②依据筛查实验设定给药的时间周期
③每周期结束时,每只大鼠测定对探针药物的药代动力学,判断实验组与对照组的代
谢差异
④当给药组的代谢能力较对照组提高50%以上时,给药结束,测定CYP2C11基因和肝
微粒体CYP2C11酶的含量。
1.2.2 不同给药方式对模型的影响
40只SD雄性成年大鼠分成4组,每组10只:灌胃组、腹腔组和灌胃对照组,腹腔对照组。灌胃组灌胃给药,腹腔组腹腔给药,灌胃对照组和腹腔对照组给以相应的溶媒剂。
①给药前每只大鼠取血测定CYP2C11基因
②依据筛查实验设定给药的时间周期
③每周期结束时,每只大鼠测定对探针药物的药代动力学,判断实验组与对照组的代
经济问题探索
谢差异
④当给药组的代谢能力较对照组提高50%以上时,给药结束,测定CYP2C11基因和肝
微粒体CYP2C11酶的含量。
1.3 模型的稳定性考察
贸易经济
选择不同年龄段的SD雄性大鼠4组(包括未成年的大鼠),每组10只。依据最佳的给药方式和给药剂量,分别给以造模药。以探针药判断各组大鼠的代谢能力的区别,同时考察CYP2C11酶活力的差异。
2. CYP2C11抑制模型的建立:
2.1 筛查实验:
40只SD雄性大鼠分成4组,每组10只,分别给以抑制药物西咪替丁,酮康唑,磺胺磺胺嘧啶,氯霉素。给药前用探针药物甲苯磺丁脲测定每只大鼠CYP2C11的代谢能力。
每2周用甲苯磺丁脲测定每只大鼠CYP2C11的代谢能力的改变,以2周为一循环考察西咪替丁,酮康唑,磺胺嘧啶,氯霉素对CYP2C11诱导能力的不同,从中选择抑制能力最强的药物。
2.2 造模实验和模型的稳定性考察
依据诱导模型的建立方法,分别考察不同剂量,不同给药方式,对造模的影响,依据最佳的给药方式和造模剂量考察不同生长期大鼠的模型区别,个检测和评价指标同诱导实验。
克疣淋
实施方案路线图:见下页
四、预期目标与应用前景
1、预期目标
1.1 CYP2C11的诱导模型:
通过考察4种常见的抑制药物明确一种安全,高效的诱导剂。该诱导剂用于造模时,可以诱导CYP2C11基因的改变,酶数量的增多或者活性的增加,对探针药物的代谢能力增加50%以上。
1.2 CYP2C11抑制模型:
通过考察4种常见的抑制药物明确一种安全,高效的抑制剂。该抑制剂用于造模时,可以诱导CYP2C11基因的改变,酶数量的减少或者活性的降低,对探针药物的代谢能力降低50%以上。
实施方案路线图
毫米汞柱

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