基于组成型雄烷受体（CAR）的药物代谢相关基因的调控机制以及药物相互作用研究

Constitutive Androstane Receptor （CAR）is a nuclear receptor sensing endobiotic and xenobiotic substances and in response regulating the expression of the proteins in charge of the metabolism and excretion of these substances. The drug-drug interaction (DDI) mediated by metabolism enzymes and transporters attracts more and more attentions for its significant influences on drugs’ effeteness and safeness. The research project here will establish a CAR gene modification mouse model system, including a CAR knock-out strain and a human CAR transgenic strain. With the assistance of the in vitro model, such as human or mouse CAR transformed HepG2 cell lines, the models will be applied to study the activation property of CAR by xenobiotic substances, such as triclosan, and the gene regulation mechanism on downstream target genes. This study directly correlates the in vivo activation of CAR with DDI. The gene modification on both cell line and transgenic mouse significantly improves the genetic background consistency between in vitro and in vivo models, which makes the results more applicable to clinical application. This study on the relationship between the metabolism properties of clinical substances and the activation of CAR will extended the traditional DDI research strategy and methodology; also provide valuable information for clinical medication.

核受体组成型雄烷受体（CAR）能够在外源化学物质作用下调控代谢酶、转运体等代谢相关靶基因的表达水平，影响药物在体内的代谢特性。通过体内代谢酶或转运体等介导的药物药物相互作用(DDI)因其在药物有效性、安全性等方面的巨大影响而越来越受到关注。本研究利用国内首个CAR基因敲除小鼠与人源化CAR转基因小鼠的模型，辅以人源或鼠源CAR改造的HepG2细胞系等其他体外模型系统，综合利用多学科研究手段，研究三氯生激活CAR的作用特性及对下游相关靶基因的表达调控机制。本研究将体内CAR的激活与DDI直接联系起来，利用基因修饰后细胞或动物模型研究基于CAR的药物相互作用，显著增强了核心目标分子在体内和体外模型间遗传背景的一致性，并使研究结果其更接近临床实际。这一基于临床药物与核受体CAR间相互作用模型和机制的研究将进一步完善传统的药物间相互作用研究策略和手段，为临床安全用药提供进一步的理论与技术支持。

孕烷X受体（pregnane X receptor，PXR）和组成型雄烷受体（constitutive androstane receptor，CAR）能够在受到外源化合物刺激后对代谢酶、转运体等代谢相关基因进行转录调控，从而影响药物在体内的代谢特性。通过药物代谢酶和转运体介导的药物药物相互作用（Drug-Drug Interaction, DDI）能够使药物的有效性和安全性降低，造成用药安全的隐患。药物代谢酶和转运体被诱导是造成药物相互作用的一个重要原因，这种诱导通常由核受体介导。因此基于核受体的药物相互作用研究是一种具有前瞻性的方法。.本研究以核受体为出发点，考察了环境化合物三氯生，DEHP，磷酸三丁酯等环境污染物对不同种属动物肝脏主要CYP酶和转运体表达的影响情况，以及对机体生理功能的影响。重点研究明确了三氯生在不同种属中的诱导亚型，以及三氯生诱导小鼠CYP酶和转运体与核受体CAR的相关性；确定了三氯生诱导乌头碱和索拉菲尼药物相互作用的风险。并初步探讨了造成这两种药物相互作用的机制。.本研究明确了三氯生对啮齿类动物肝脏代谢酶和转运体的诱导作用主要以诱导Cyp2b、Cyp3a及Mdr1为主。同时，这种诱导作用存在种属差异性，大鼠以Cyp3a为主，而小鼠以Cyp2b为主。此外，CAR并非三氯生对小鼠肝脏Cyp3a11诱导的唯一途径。.三氯生与乌头碱的相互作用主要由三氯生连续给药后诱导大鼠CYP3A1活性，从而降低乌头碱在大鼠体内暴露量产生。.三氯生与抗癌药物索拉菲尼的相互作用途径较为复杂。三氯生可诱导肝癌细胞系MHCC97-H的CYP酶及ABC转运体的mRNA表达，降低索拉菲尼对肿瘤细胞的抑制作用。同时，体内研究结果表明三氯生能够促进索拉菲尼在肿瘤细胞和肿瘤组织内的清除。小鼠皮下肿瘤和肝脏内肿瘤生长实验，PET-CT扫描及肿瘤相放射值定量的结果均证明了与三氯生联合用药可显著削弱索拉菲尼抑制肿瘤生长的作用。.本课题考察了外源物质对不同种属药物代谢酶和转运体的诱导作用，探讨了这种诱导作用与CAR的相关性；进一步考察了与此相关的与临床药物可能发生的药物相互作用，并初步探讨机制。