YRDC蛋白对药物转运体的调控及其机制研究

Drug transporters are membrane-bound proteins expressed in tissues facilitating or preventing the transport of drugs across the biological membrane. Drug transporters play an important role in disposition of drugs as well as their side effects and toxicities. The expression and function of drug transporters varies due to physiologic factors, diseases, and drug-drug interactions. YRDC is a newly discovered protein that modulates the function of many transporters. However, the underlying mechanism remains unclear. Our preliminary data, for the first time, demonstrated that YRDC could regulate the activities of organic cation transporter (Oct1) and multidrug and toxin extrusion 1 (Mate1) in vivo in mouse liver as well as in vitro in cell lines. We also found that YRDC expression was significantly reduced in the liver from two mouse obesity models compared to that in normal mouse liver. This project aims to explore the molecular mechanism how YRDC modulates the function of transporters, and to determine the significance of YRDC change in modulation of drug disposition in ischemia/reperfusion diseases (such as stroke, myocardial infarction) and obesity. The findings of this project are expected to provide a better understanding for the regulatory mechanism of drug transporters and identify novel targets for drug therapy.

药物转运体是一类重要的分布于细胞膜上介导药物跨膜转运的大分子蛋白，在药物体内的吸收、代谢和排泄过程中担当着非常重要的作用。YRDC (Sua5 结构域蛋白)是一个新发现的在体外可以显著调控多种转运体活性的蛋白，但其调控机制不清楚。我们前期研究发现小鼠肝脏YRDC的表达和敲除显著抑制或增强了有机阳离子转运体1（OCT1）和多药毒素外排转运体1（MATE1）的活性（30%-40%）。已报道缺血再灌注可大量诱导YRDC的表达，而我们的前期研究发现YRDC表达在肥胖小鼠脂肪肝模型中显著降低55%，而降糖药二甲双胍在肝脏蓄积明显升高（>3倍）。本项目旨在探讨YRDC调控多种转运体功能的分子机制，及YRDC对转运体活性的调控在多种疾病模型中的功能意义。对于深入阐明转运体活性的调控机制，提高药物疗效，避免药物毒副作用具有重要意义；还有望为缺血再灌注型疾病和肥胖等疾病的预防和个体化治疗提供新的靶点.

药物转运体是一类重要的分布于细胞膜上介导药物跨膜转运的大分子蛋白，在药物体内的吸收、代谢和排泄过程中发挥着非常重要的作用。YRDC (Sua5 结构域蛋白)是一个新发现的在体外可以显著调控多种转运体活性的蛋白，但其调控机制不清楚。我们前期研究发现小鼠肝脏YRDC的过表达和敲除显著抑制或增强了有机阳离子转运体OCT1和MATE1活性。在此基础上本项目深入研究YRDC调控多种转运体功能的分子机制及YRDC对转运体活性的调控在多种疾病模型中的功能意义。研究成果包括：（一）在细胞水平发现YRDC显著影响药物转运体（OCT1,MATE）的活性；体外细胞模型上模拟缺血再灌注，发现YRDC被诱导， OCT1的活性显著降低； （二）进一步构建肝脏特异性敲除或过表达YRDC的小鼠模型，发现在体内水平，YRDC的表达与转运体活性呈显著负相关， 并显著影响肝脏炎症因子的表达；在小鼠体内水平模拟缺血再灌注，发现YRDC被诱导，肝脏炎症因子表达差异；（三）在小鼠或人体临床试验发现，YRDC下游调控的转运体MATE1介导了拉米夫定/印地那韦以及昂丹司琼/二甲双胍相互作用；下游转运体OCT1和OCT2,介导了吗啡的转运，且转运体抑制剂的伊立替康可显著抑制吗啡的转运。（四）在YRDC敲除或过表达的小鼠模型上，发现YRDC 的表达高低显著影响了肝脏的脂质、糖、以及蛋白代谢；（五）YRDC敲除显著的促进了高脂饮食和DEN诱导的肝脏肿瘤的发生；（六）在该课题基金资助下，（1）发现在YRDC下游调控的转运体MRP1介导的活性氧(ROS)-miR-135a-线粒体依赖的凋亡通路在β-异氰酸乙酯(PEITC)选择性杀伤恶性胶质瘤细胞过程中扮演重要角色；（2）发现健康受试者TCF7L2基因型与抗精神病药物奥氮平引起的代谢综合征显著相关；通过上面一系列的研究，从细胞、小鼠、人体实验各个层面发现YRDC显著改变了药物转运体活性，同时发现YRDC参与了肝脏脂质、糖、蛋白代谢途径，并与肝脏肿瘤的发生发展显著相关，并对YRDC这些重要的表型进行了初步的机制探讨。下一步工作，是根据已有的表型数据，继续深入研究和揭示YRDC参与肝脏三大物质代谢及肿瘤发生发展的具体分子机制。