建立新的动物模型研究肝脏P450酶对致癌物遗传毒性的影响

代谢对一些致癌物既可致毒也可解毒，其平衡决定毒性的强弱。肝脏P450酶起到重要作用，但可用于揭示其作用的研究工具非常有限。本项目建立全新的肝脏P450酶功能缺陷型gpt delta转基因小鼠突变检测模型，可考察致癌物不经肝脏P450酶代谢时的致突变毒性及机制，阐明肝脏P450酶对毒性的影响。本项目选择已知具有遗传毒性、但肝脏P450酶代谢对其毒性作用尚未被阐明的致癌物马兜铃酸和丙烯酰胺作为研究对象，应用新模型考察毒性靶器官中DNA加合物、基因突变和微核形成率等，结合病理和代谢研究，明确肝脏P450酶代谢对上述致癌物遗传毒性的影响，进一步进行体外试验探讨参与代谢活化或解毒的P450酶。应用该动物模型进行的研究结果有利于致癌物毒性防治和个体患病风险预测。

代谢对一些致癌物既可致毒也可解毒，其平衡决定毒性的强弱。肝脏P450酶起到重要作用，但可用于揭示其作用的研究工具非常有限。本项目建立了全新的肝脏P450酶功能缺陷型gpt delta转基因小鼠突变检测模型，可考察致癌物不经肝脏P450酶代谢时的致突变毒性及机制，阐明肝脏P450酶对毒性的影响。模型建立后我们应用已知致癌物4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮（NNK）对模型进行了验证，我们首次证明了NNK在没有肝脏P450代谢的条件下不能诱发基因突变，主要被代谢解毒，而在肺脏的代谢活化和毒性产生则不依赖于肝脏P450酶，这一部分结果发表在Arch Toxicol杂志上（IF=5.215），结果也表明模型构建成功并具有应用价值。进一步选择已知具有遗传毒性、但肝脏P450酶代谢对其毒性作用尚未被阐明的致癌物马兜铃酸（AA）进行了研究，首先自主构建了液相色谱电喷雾离子化质谱联用技术进行了DNA加合物检测，继续应用新模型动物考察了毒性靶器官中基因突变和肿瘤发生情况，结合病理组织学检查和代谢研究，明确了肝脏细胞色素P450可对马兜铃酸主要起到代谢解毒作用，降低肾脏AA-DNA加合物形成和基因突变频率，减轻AA的遗传损伤和致癌毒性。研究结果有利于马兜铃酸毒性防治和个体患病风险预测，为临床评价不同个体AA肾毒性、尿道上皮肿瘤的发生风险以及巴尔干地方性肾病的预防提供了新的线索和理论依据。上述AA相关研究结果部分发表在Mutation Research杂志（IF=2.22）和中国药理学与毒理学杂志上，其余结果整理的论文正在投稿中。综上所述，我们的研究证明了模型对于研究致癌物代谢与毒性具有很大价值。研究成果除发表论文外，还申请了专利并获得了授权。此外，研究成果在该领域国际学术会上进行交流，获得大会邀请报告1次，优秀论文奖励2次；参加国内学会多次并获得了奖励。2名项目组成员作为主要完成人获得了2013年度国家科学技术进步奖二等奖。