基因多态性对手性药物经PXR-CYP代谢网络代谢的影响

人细胞色素P450 (CYP)超基因家族中最为重要的CYP3A4代谢超过50%的临床使用药物。其在人体内的表达水平和活性表现出了显著的个体差异，除与其自身的遗传多态性的影响有关外，孕烷X受体（PXR）这种重要的转录调控因子也发挥着及其重要的作用。CYP3A4广泛的底物谱中包括了很多治疗浓度范围狭窄用药个体差异大，且易与其他药物联合用药的的手性药物。本研究基于PXR-CYP代谢网络，从CYP3A4本身和PXR的遗传多态性两个方面入手，应用定点突变技术，在体外构建CYP3A4和PXR在汉族人群中多发的几种突变体，获得重组表达的代谢酶，建立PXR突变体报告基因，分别考察单核苷酸多态性对几种手性药物的立体选择性代谢的影响以及对由PXR调控的CYP3A4表达的影响，在此基础上建立调控因子-代谢酶突变体的连锁分析方法。研究结果对于指导临床合理用药，阐明代谢酶及其调控因子功能与结构的关系具有重要的意义。

孕烷X受体（PXR）-CYP代谢网络对于药物的代谢过程至关重要，基因多态性对手性药物经PXR-CYP代谢网络立体选择性代谢的影响尚未十分清楚。本项目以临床上最为有效的抗血吸虫病手性药物吡喹酮（PZQ）为研究对象，以129/Sv小鼠和人源PXR小鼠为模型，明确其代谢途径，观察其立体选择性代谢差异及PXR对其代谢的影响；在Bac-to-Bac系统中重组表达CYP3A4野生型及四种突变体，考察CYP3A4基因多态性对PZQ立体选择性代谢的影响；通过构建基于PXR的报告基因法，考察手性药物对PXR的激活效应，研究PXR突变体与手性药物作用的差异。本课题组研究发现：（1）PZQ在小鼠体内检出15种代谢产物，包括6个单氧化代谢物、2个单氧化脱氢代谢物、3个双氧化代谢物和4个新的葡萄糖醛酸苷结合物。CYP2C9、CYP2C19和CYP3A4为发挥主要催化活性的I相代谢酶。（2）消旋体和对映体给药组小鼠表现出了明显的代谢行为差异。重组酶CYP2C9和CYP3A4对PZQ均表现出了一定的立体选择性代谢。（3）PXR激动剂利福平和利福昔明均引起PZQ在人源PXR小鼠中代谢行为变化，提示PXR在PZQ的代谢过程中发挥一定的作用。（4）对于代谢物VII的生成来说，CYP3A4蛋白对PZQ的催化活性为*18A>*3>*1≥*4>*5；从代谢物的生成来看，对于代谢物III和V，CYP2C9*2的活性与野生型接近，对于代谢物IV，*2的活性低于野生型，*3生成所有代谢物的活性最弱。CYP3A4和CYP2C9突变体虽然表现出对PZQ代谢功能上的极大变化，但对其代谢的立体选择性几乎没有影响。（5）报告基因实验结果表明，Q158K突变使得(R,S)-PZQ和(S)-PZQ对PXR的激活作用显著增强，C379G、D163G和I403V对其作用没有明显影响，A370T突变使得其激活作用减弱。同时，这些突变对R-PZQ激活PXR的作用几乎不产生影响，导致了更为显著的立体选择性作用。本项目的研究成果对于揭示生命体系核受体-代谢酶信号转导过程中的分子事件具有重要意义。另外，本课题对抗血吸虫病候选药物P96的大鼠体内立体选择性药代动力学进行了初步测定，为本课题的延伸提供了基础。本项目基本达到预期目标，为后续研究提供了新的思路。受课题资助发表SCI论文2篇（其中二区杂志1篇），另有2篇论文待发表，培养研究生1名。