糖尿病状态下P-糖蛋白等ABC转运体功能与表达的组织特异性改变及其对药物体内处置影响

以P-糖蛋白和乳腺癌耐药蛋白为代表ABC转运体，用相应底物长春新碱和哌唑嗪以及Western blot 和QT-PCR技术研究在链脲菌素诱导糖尿病大鼠脑、肝、肠和肾中两种转运体功能与表达的组织特异性改变，比较组织中PKC、PI3K、Akt、NF-KappaB和iNOS等信号通路蛋白水平，结合药物干预结果在体分析引起ABC转运体组织特异性改变的机制。研究转运体这种改变特性对维拉帕米等底物药物在糖尿病动物体内处置的影响以及beta-amyloid等内源性底物在相应组织中浓度的改变。研究原代细胞或细胞株与糖尿病动物血清或含药培养基及信号通路抑制剂共培养后细胞中两种转运体功能与表达改变程度，分析引起ABC转运体组织特异性改变的机制。并用自发性糖尿病动物和转染ABC转运体基因的细胞株验证上述结果。其成果对于了解ABC转运体在糖尿病并发症中作用与地位,合理的临床用药及预测不良反应均具有十分重要的意义。

用I型糖尿病大鼠模型研究糖尿病状态下P-糖蛋（P-GP），乳腺癌耐药蛋白（Bcrp）和多药耐药蛋白2(Mrp2)等ABC转运体功能与表达组织特异性改变及其对药物处置影响。结果显示糖尿病鼠皮层和肠Abcb1a的mRNA水平显著降低，而海马和肾Abcb1a mRNA水平显著升高。糖尿病鼠肝Abcb1a mRNA 表达改变存在病程依赖性，5周病程鼠肝Abcb1a mRNA上调，而8周病程鼠肝Abcb1a mRNA水平显著降低。其程度也呈现病程依赖性。糖尿病鼠肠，肝和皮层Abcg2的mRNA水平显著降低，而海马和肾Abcg2的mRNA水平则显著增加。肠Bcrp功能/表达受损可能是糖尿病大鼠灌胃格列本脲后血药浓度显著增加原因之一。与P-GP和Bcrp不同的是糖尿病鼠肠、肝和肾中Mrp2 的功能与表达上调，导致静脉溴磺酞钠的血药浓度降低。这种作用与胆汁排泄、血中总胆酸盐以及总胆红素密切相关。体外研究显示胰岛素抑制血脑屏障上Bcrp功能与表达，与在体结果相反。NO被认为参与P-GP功能与表达调控，然而在Caco-2 上显示NO对P-GP功能/表达的影响呈现浓度和时间依赖性。短期暴露抑制P-GP的功能与表达，而长期暴露低剂量的NO供体反而诱导P-GP的功能与表达。这些可能是糖尿病状态下P-GP功能与表达时间依赖性的原因之一。除了改变P-GP等药物外排转运体外，糖尿病也影响其它ABC转运体的功能与表达。如肝/肠ABCG5/8功能与表达受损，导致在血浆和组织中谷固醇基础水平升高。体外结果显示谷固醇本身可以增加血脑屏障通透性和自身在血脑屏障上转运，提示血浆中谷固醇水平增加可能是糖尿病状态下血脑屏障通透性增加的原因之一。糖尿病状态下，除脑组织外其它组织中游离胆固醇水平低于正常，进一步分析显示这种改变可能LXR和ABCA1表达增加有关。除了ABC转运体的改变存在组织特异外，糖尿病也引起Cyp3a 活性/表达改变的组织依赖性，增加肝Cyp3a活性与表达，而降低肠CYP3A活性与表达，成为灌胃和静注维拉帕米后血药浓度改变方向相反原因。同时发现糖尿病鼠肝Cyp2C11活性显著降低，而Cyp2C6的活性增加。在高脂结合低剂量STZ诱导的2型糖尿病大鼠肝CYP3a活性与表达增加，这种作用似乎与高脂血症以及胰岛素抵抗有关。其研究成果为预测糖尿病状态下药物代谢动力学行为改变和临床用药方案调整提供科学依据。