基于糖皮质激素和肾上腺素受体通路探讨慢性应激抑郁对CYP450酶的影响

In clinic, depression disorder mood, to a certain extent, influence the efficacy of drug treatment of major diseases. Our preliminary study showed that pharmacokinetic profiles of 5-fluorouracil, cyclophosphamide and tacrolimus in depression rat model were different with those in normal animals, the contents and activity of CYP450 were increased significantly. As is known that the secretion of many neuroendocrine hormones are affected by chronic stress depression, meanwhile, glucocorticoid and adrenergic receptor signaling pathways are involve in the regulation of CYP450 activity. However, it is so far unclear that whether the chronic stress depression is surely to change the activity of CYP450 via affecting glucocorticoid and adrenergic receptor signaling pathways. This project plans to research the effect of chronic stress depression on CYP450 activity in animal and cell levels. In animal level, 2 chronic stress depression rats/mice models will be established. The activity, protein and gene expression of CYP450 will be detected after administration of hormone adrenaline receptors agent or corticosteroids. In cell level, primary hepatocyte will be co-cultured with hormone adrenaline receptors agent or corticosteroids conjugation conjugation or nonconjugation JNK or PKA inhibitor. After that, the activity, protein and gene expression of CYP450 will be detected. The two together clarify the mechanism of chronic stress-induced depression on CYP450.

抑郁在一定程度上影响重大疾病患者的药物治疗效果。我们初步的实验研究发现抑郁模型大鼠与正常对照组大鼠5-FU、环磷酰胺和他克莫司的体内药动学有显著差异，CYP450含量和活性显著增加。已知慢性应激抑郁发生发展过程影响体内多种神经内分泌激素，糖皮质激素和肾上腺素受体信号通路参与CYP450活性调节。那么，慢性应激抑郁是否通过影响糖皮质激素和肾上腺素受体通路而影响CYP450活性，进而影响药物的代谢、疗效和毒副反应，迄今尚不清楚。本项目拟从动物水平建立两种慢性应激抑郁大、小鼠模型，给予肾上腺素受体激素剂或糖皮质激素后，检测CYP450活性、蛋白和基因表达；细胞水平制备原代肝细胞，肾上腺素受体激动剂或皮质酮联合或不联合JNK或PKA抑制剂处理后，检测CYP450活性、蛋白和基因表达，二者共同阐明慢性应激抑郁影响CYP450的机制。

慢性应激可致抑郁，前期研究发现抑郁影响药物代谢酶CYP450的活性，进而影响经CYP450代谢药物的药代动力学最终影响药物疗效，但其影响机制未明。本课题设想慢性应激通过糖皮质激素和肾上腺素能通路影响CYP450。. 为验证这一设想，体内水平上首先建立了经典的慢性应激致抑郁GK大鼠模型，结合旷场试验和 5-羟色胺、 多巴胺血清浓度测定确定建模成功。建模成功后提取大鼠肝微粒体，检测CYP450亚酶活性，结果显示CYP3A4和2D6活性升高，而CYP2A1活性下降。通过基因表达谱芯片检测与药物代谢酶相关的差异表达基因，生物信息学研究目的基因信号转导通路。结果发现差异表达基因在药物代谢酶、应激等相关信号通路上富集， 其中Nr1i3可调控多个差异基因表达。对所关注的差异表达基因用 RT-PCR 验证，其结果提示与基因表达谱芯片结果较一致。 Western Blot 实验也提示抑郁组大鼠肝脏 CAR及药物代谢酶 Ugt1a1 表达上调。. 另外，收集 GK 大鼠血清和尿液，进行代谢组学研究。结果发现与正常对照组相比，慢性应激致抑郁组血浆中有20个，尿液中有16个差异代谢物， 这些差异代谢物与应激及药物代谢通路相匹配，存在多个与抑郁症相关的生物标记物。. 体外水平上选用大鼠肝细胞系 BRL 3A作为研究对象， 采用糖皮质激素地塞米松、 a 及β受体激动剂右美托咪定等干预，qRT-PCR及Western blot 实验发现地塞米松可显著上调 Cyp3a18、 Ugt1a1 及 Nr1i2 的表达，糖皮质激素受体拮抗剂 RU486 可拮抗地塞米松的上调效应。a2受体激动剂右美托咪定可轻度上调 Cyp3a18 的表达。. 综上，本研究发现 CUMS 致抑郁与肝脏多个药物代谢酶的表达上调、内源性多种物质代谢改变有关。其中核转录因子Nr1i3和Nr1i2可能在糖皮质激素受体信号通路和肾上腺素能信号通路调节药物代谢酶的表达中起重要作用。本课题通过探讨慢性应激诱发的抑郁对药物代谢酶及药物作用影响的共性规律和分子机制本课题启示临床上当患者有慢性疾病伴随不同程度抑郁时，应考虑到抑郁引起药物代谢酶表达的改变，药物药动学、疗效或毒性反应，代谢谱也可能与常人有异，从而对提高药物疗效、减少药物毒副反应的发生，指导临床合理用药，具有重要的科学价值和临床意义。