低氧对Caco-2细胞P-gp表达及功能的影响

目的:低氧会改变许多药物的口服生物利用度,其中也包括多种P糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的底物(药物),提示低氧可能影响肠上皮细胞P-gp的功能。Caco-2细胞单层膜模型是当前研究肠上皮P-gp功能的经典模型。本研究通过结合Caco-2细胞单层膜模型与低氧处理,研究低氧对Caco-2细胞P-gp表达和功能的影响,有助于阐明高原低氧环境改变肠上皮药物转运的机制。方法:正常培养的Caco-2细胞在1%的O_(2)浓度条件下分别培养24、48、72 h,提取膜蛋白后,采用蛋白质印迹法检测P-gp的表达水平,选择表达变化最显著的缺氧时间用于后续研究。于transwell小室中培养Caco-2细胞21 d,建立Caco-2细胞单层膜模型后,将其分为常氧对照组与低氧组,常氧对照组以正常条件继续培养72 h,低氧组在1%的O_(2)浓度条件下继续培养72 h,通过跨膜电阻(transepithelial electrical resistance,TEER)、荧光黄表观渗透系数(apparent permeability coefficient,Papp)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活性及透射电镜下观察微绒毛与紧密连接结构,评价Caco-2细胞单层膜的完整性和极化状态。采用双向转运实验检测P-gp特异性底物罗丹明123(rhodamine 123,Rh123)的Papp,计算外排率。将Caco-2细胞在塑料培养瓶中连续培养21 d形成Caco-2细胞单层膜,在1%O_(2)浓度条件下处理72 h后,采用蛋白质印迹法检测膜蛋白中P-gp的表达水平。结果:1%的O_(2)浓度处理下调Caco-2细胞P-gp的表达,其中处理72 h下调最为显著(P<0.01);低氧组Caco-2细胞单层膜TEER大于400Ω·cm^(2),荧光黄Papp小于5×10^(-7)cm/s,肠腔侧与基底侧AKP活性比值大于3。表明Caco-2细胞单层膜模型建立成功,且低氧处理未影响模型的完整性与极化状态。与常氧对照组相比,低氧组Caco-2细胞单层膜Rh123的外排率显著降低(P<0.01);1%的O_(2)浓度培养72 h,下调Caco-2细胞单层膜P-gp的表达(P<0.01)。结论:低氧抑制Caco-2细胞P-gp功能,其可能与P-gp表达水平降低有关。

高原低氧对大鼠左乙拉西坦药代动力学特征及脑血分布的影响

目的:高原低氧暴露易引起药物药动学参数及脑血分布的改变,其中包括多种P糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的底物。抗癫痫药物左乙拉西坦是P-gp的底物,但高原低氧暴露是否改变其药代动力学特征及脑血分布尚不明确。本研究旨在探讨高原低氧对大鼠左乙拉西坦药代动力学特征及脑血分布的影响。方法:将Wistar大鼠分为低海拔对照组、高海拔组、溶剂对照组和P-gp诱导组,其中高海拔组大鼠急性暴露于4010 m高原环境24 h后口服或静脉注射左乙拉西坦,口服给药后分别于第0.083、0.25、0.5、0.83、1.25、2、4、6、8、10、12、24 h采集血浆,静脉注射给药后分别于第5、45、60、120、240 min采集血浆及脑组织;P-gp诱导组大鼠连续3 d腹腔注射地塞米松后,静脉注射左乙拉西坦,于第120 min采集血浆及脑组织。采用高效液相色谱串联质谱(high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,HPLC-MS/MS)测定血浆和脑内药物浓度,采用蛋白质印迹法检测大鼠血脑屏障P-gp的表达。结果:与低海拔对照组相比,高海拔组大鼠左乙拉西坦药时曲线下面积(area under the curve,AUC)下降14.69%(P<0.01),平均驻留时间(mean residence time,MRT)下降15.42%(P<0.01),血浆清除率(clearance,CL)升高16.67%(P<0.01),静脉注射给药后第5、45、120、240 min的脑/血药物浓度比分别降低22.82%(P<0.05)、12.42%(P<0.05)、17.40%(P<0.01)和13.22%(P<0.01),血脑屏障P-gp表达升高86.3%(P<0.05);与溶剂对照组相比,P-gp诱导组大鼠血脑屏障P-gp表达升高56.3%(P<0.05),脑/血药物浓度比下降19.3%(P<0.05)。结论:急性高原低氧暴露改变了左乙拉西坦在大鼠体内的药代动力学特征,并降低了其在大鼠体内的脑血分布。左乙拉西坦脑血分布的下降可能与血脑屏障P-gp的表达上调有关。

2,3-二磷酸甘油类似物的合成及功能评价研究进展

2,3-二磷酸甘油(2,3-DPG)是血红蛋白氧亲和力的变构调节剂之一,它能与脱氧态血红蛋白(T态)结合,降低其对氧气的亲和力,增加血红蛋白在肌肉等组织中的释氧量,对维持机体缺氧有不可或缺的作用。而2,3-DPG由于透膜性较差,通过外源给药的方式起到的效果极为有限,设计可透膜的血红蛋白变构剂可为抗缺氧药物研究提供新的途径。本研究报道了2,3-DPG的作用方式、2,3-DPG类似物的研究进展及相关功能表征方法,为合成新的2,3-DPG类似物提供新的思路。

铁死亡在缺氧相关脑损伤中的研究进展

脑部缺氧经常带来不可逆的中枢神经系统损伤,严重危害着人类健康,对缺氧相关脑损伤机制的深入探索具有重要意义。铁死亡作为一种程序性细胞死亡,主要表现为铁依赖性脂质过氧化物过量积累导致的细胞死亡,与谷胱甘肽代谢、脂质过氧化和铁代谢异常相关,参与多种疾病的发生和发展。研究发现铁死亡在缺氧相关脑损伤中发挥重要作用。本文总结了铁死亡的发生机制,并阐述了其在脑缺血再灌注损伤、新生儿缺氧缺血性脑损伤、阻塞性睡眠呼吸暂停所致脑损伤及高原低氧脑损伤中的研究进展。