细胞色素P450氧化酶的遗传变异与个体化药物治疗

细胞色素P450氧化酶的基因多态性是导致药物代谢个体差异的重要原因。已经发现的数百万个基因突变中,仅有少数影响蛋白功能,极少部分具有临床意义。本文综述了功能相关的细胞色素P450氧化酶的基因多态性的研究进展,以期为个体化药物治疗提供参考。

一株尖孢镰刀菌细胞色素P450氧化酶基因的克隆及生物信息学分析

目的:克隆一株能高效转化合成屈螺酮的重要中间体(7α,15α-二羟基DHEA)的尖孢镰刀菌参与反应的关键酶细胞色素P450氧化酶(CYP)基因CYP6003A1。方法:根据尖孢镰刀菌转录组得到CYP基因,自主设计引物,运用Trizol法提取DHEA诱导48 h的尖孢镰刀菌的总RNA,通过PCR扩增尖孢镰刀菌CYP基因并进行基因测序;运用生物信息学分析得到的c DNA序列。结果:成功扩增出全长3 459 bp的c DNA片段,将CYP6003A1基因的氨基酸序列通过NCBI上的BLAST进行在线比对,对照结果显示与CYP6003A1相似度前10个基因有3个是CYP基因,其余均是与CYP基因相关的基因。CYP6003A1基因生物信息学分析结果显示,该基因片段编码691个氨基酸的多肽。结论:从尖孢镰刀菌中成功克隆了CYP6003A1基因并进行了生物信息学分析。

催化甾体羟基化的P450氧化酶BM3的蛋白质工程的研究进展

甾体关键位点的羟基化在药用甾体的合成中发挥重要作用。为探究细胞色素P450（CYP450）氧化酶BM3在甾体羟基化合成中的潜在应用,基于细胞色素P450 BM3的蛋白质工程逐渐发展起来。在取得的若干P450 BM3突变酶的基础上,通过新一代测序技术和生物信息学分析等方法,筛选出催化甾体羟基化的相关CYP450。根据易错PCR等定向进化技术获得了突变位点信息,进一步采用（饱和）定点突变等进化技术对活性氨基酸位点进行分析,

细胞色素P450氧化酶3A4＊1G基因多态性对新疆维吾尔族与汉族患者芬太尼术后镇痛效应的影响

目的研究细胞色素P450氧化酶（cytochrome P450 enzyme，CYP）3A4＊IG在新疆维吾尔族及汉族人群的分布特征及其与芬太尼术后镇痛的用量及效果的关系。方法选择美国麻醉医师协会（ASA）分级Ⅰ或Ⅱ级，在全身麻醉下行择期妇科手术的患者71例，按民族分为2组：维吾尔族组（U组）37例和汉族组（H组）34例。采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性（polymerase chain reaction-restriction hagment length polymorphism，PCR-RFlJP）技术进行CYP3A4＊IG基因多态性检测，统计其等位基因和基因型频率。术后采用芬太尼患者静脉自控镇痛（patientcontrolled intravenous analgesia，PCIA），记录并比较两组间术后6、24、48h的视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）、Ramasay镇静评分、生命体征、48h内患者PCIA芬太尼总用量。结果①U组患者中GG、GA、AA基因型分布频率分别为86．5％、10．8％和2．7％，H组患者中GG、GA、AA基因型分布频率分别为50．0％、44．1％和5．9％；U组患者G等位基因和A等位基因分布频率分别为91．9％和8．1％，H组患者分别为72．1％和27．9％；两组间基因型分布频率和等位基因分布频率差异均有统计学意义（P〈O．05）。②两组患者各时点（术后6、24、48h）脉搏血氧饱和度（pluseoxygensaturation，SpO2）、Ramasay镇静评分和VAS评分比较差异均无统计学意义。③U组PCIA48h内芬太尼总用量明显多于H组（R0．05）；U组和H组CYP3A4＊1G突变型（GA型＋AA型）PCIA48h内芬太尼总用量明显低于野生型（GG型）（P〈0．05）。结论CYP3A4＊1G基因多态性分布在新疆维吾尔族和汉族患者之间存在差异，此差异可能是两民族患者之间芬太尼术后镇痛效应出现差异的主要因素。

转染细胞色素P450表氧化酶基因对TNF-α损伤大鼠内皮依赖性血管舒张反应的保护作用及机制研究

目的研究过度表达表氧化酶基因,增加内源性EETs的产生是否对TNF-α损伤大鼠内皮依赖性血管舒张反应具有保护作用,并初步从对血管VCAM-1表达的影响探讨其机制。方法将携带细胞色素P450表氧化酶基因的真核表达载体pCB6质粒导入大鼠体内,2周后经静脉给予TNF-α,6 h后观察去甲肾上腺素预收缩的主动脉血管环对乙酰胆碱的舒张反应,并以western blot 检测血管中VCAM-1蛋白质的表达情况。结果 TNF-α降低了主动脉环对乙酰胆碱的舒张反应, CYP2C11、CYP2J2和CYPF87V基因转染使得这种被TNF-α降低的血管舒张反应增强。TNF-α增加了血管VCAM-1表达,CYP2C11、CYP2J2和CYPF87V基因转染使得这种被TNF-α诱导的VCAM-1表达减少。结论CYP2C11、CYP2J2和CYPF87V基因能提高了血管对舒血管物质的反应性。本研究提示,通过上调体内表氧化酶基因表达水平提高内源性EETs浓度可减轻炎症介导的血管损伤,这为研究动脉粥样硬化的防治提供了新的思路。

细胞色素氧化酶P4502C9基因多态性与冠心病及血脂水平的关系

目的探讨细胞色素氧化酶P450 2C9(CYP2C9)基因多态性与冠心病和血脂水平的相关性。方法应用聚合酶链反应和基因测序方法,检测218例经冠状动脉造影确诊冠心病或有明确心肌梗死的患者及200例经冠状动脉造影排除冠心病的对照者的CYP2C9基因型,并对突变基因型者和野生基因型者的血脂按常规方法测定并进行比较分析。结果冠心病组突变型CYP2C9*3基因发生率显著高于非冠心病对照组(P<0.05),突变型CYP2C9*3基因型者和野生型CYP2C9*1基因型者血脂水平差异无统计学意义。结论CYP2C9基因多态性与冠心病的发生可能相关,但未发现与血脂水平有相关性。

重组腺相关病毒介导的细胞色素P450表氧化酶基因对TNF-α诱导人脐静脉内皮细胞炎症的影响

目的研究过度表达细胞色素P450表氧化酶基因引起内源性EETs产生增加是否能抑制由TNF—α诱导的内皮炎症。方法以携带三种不同表氧化酶基因的重组腺相关病毒rAAV- CYP2C11、rAAV—CYP2J2和rAAV—CYPF87V转染人脐静脉内皮细胞,然后再以TNF—α干预,来研究它们对内皮VCAM-1的表达及外周血单核细胞PBMC与内皮细胞粘附的影响。结果TNF-α诱导了 HUVEC中VCAM-1蛋白质的表达,rAAV—CYP2C11、rAAV—CYP2J2能明显抑制TNF-α的这一作用。 TNF-α诱导了PBMC与HUVEC的粘附(100±0．0％ vs 620．1±65．3％),rAAV-CYP2C11、rAAV- CYP2J2能明显抑制TNF-α的这一作用(分别为120．3±33．4％ vs 387．7±27．4％．131．0±28．7％ vs 535．0±69．7％)。结论CYP2C11和CYP2J2基因具有显著的保护内皮细胞、对抗炎症介质介导的内皮损伤的作用。

细胞色素P450表氧化酶2J2基因G312R多态性与脑卒中的关系

目的探讨我国汉族人群细胞色素P450表氧化酶2J2(CYP2J2)基因G312R多态性与脑卒中的关系。方法选择脑卒中病例180例和性别、年龄相匹配的健康人群190例,采用PCR-RFLP方法进行CYP2J2基因G312R多态性分析。结果370例均为野生型,未发现杂合子和突变后纯合子。结论CYP2J2基因G312R突变不是我国部分人群缺血性脑卒中、脑出血发病的遗传危险因素。

阿托伐他汀对自发性高血压大鼠血压和细胞色素P450表氧化酶2C11基因表达的影响

目的 研究阿托伐他汀降低自发性高血压大鼠（SHR）血压的作用是否与其调节细胞色素P450表氧化酶2C11（CYP2C11）基因表达的作用有关。方法 18只SHR随机分为SHR模型组、阿托伐他汀50和10mg·kg^-1组；6只Wistar-Kyoto大鼠（WKY）作为正常对照组。阿托伐他汀ig给药，每日1次，共10周。分别于给药前和给药后每2周测量大鼠尾动脉收缩压（SBP）；RT-PCR和Westem印迹法分别检测心、肝、肾及主动脉组织中CYP2C11 mRNA和蛋白质表达；ELISA方法检测尿液中14，15-二氢二十碳三烯酸（DHET）含量；并测定血脂含量。结果 阿托伐他汀50mg·kg^-1组在给药后第6～10周和10mg-kg^-1组在给药后第10周SBP明显低于SHR模型组。在CYP2C11 mRNA和蛋白质表达中，SHR模型组心、肾和主动脉均明显高于WKY组；给药10周后，阿托伐他汀50mg·kg^-1组的4种组织和10mg·kg^-1组的心、肾和主动脉的表达明显高于SHR模型组。治疗前SHR各组尿液中DHET的含量均显著高于WKY组，给药后阿托伐他汀50mg·kg^-1组的含量明显高于SHR模型组；同时，阿托伐他汀50mg·kg^-1组血脂水平明显低于SHR模型组。结论 阿托伐他汀可上调CYP2C11基因的表达，并增加其代谢产物表氧化二十碳三烯酸。这可能是其降低血压的作用机制之一。

细胞色素P450表氧化酶对内皮细胞凋亡及NF-κB表达的影响

目的研究细胞色素P450表氧化酶对肿瘤坏死因子诱导的内皮细胞凋亡及NF-κB活性的影响。方法在原代培养的牛主动脉内皮细胞中,分别转染细胞色素P450表氧化酶基因rAAV-2J2,rAAV-2C11,rAAV-F87V两周后,用肿瘤坏死因子(TNF-α)(10ng/ml)和放线菌素D(ActD) (5ng/ml)诱导凋亡,通过DNA ladder观察细胞凋亡,同时ELISA法测定NF-κB的活性。结果与对照组相比,转染细胞色素P450表氧化酶基因后能抑制内皮细胞的凋亡,同时诱导细胞凋亡后,转染CYP450各基因组NF-κB中P65的活性较对照组明显降低。结论细胞色素P450表氧化酶能明显的抑制肿瘤坏死因子诱导的内皮细胞凋亡,并通过抑制NF-κB的核转位发挥抗凋亡作用。

花生四烯酸细胞色素P450表氧化酶代谢产物环氧二十碳三烯酸生物学作用

对于花生四烯酸经细胞色素P450表氧化酶作用生成的环氧二十碳三烯酸(EETs),最初在心血管及肾脏系统中被广泛研究,并发现EETs的舒张血管、抑制血小板的聚集、抑制血管平滑肌细胞的炎症反应及平滑肌细胞的迁移、增强纤维蛋白的溶解等作用,为预防及治疗许多心血管疾病如高血压、动脉粥样硬化等提供了新的研究方向。近来研究发现EETs具有促进机体肿瘤细胞的增殖、迁移等作用,其有可能使EET成为肿瘤治疗的新靶点。深入研究EETs的生物学作用及其作用机制,将为临床治疗某些疾病提供新的思路。

缺血后处理对在体大鼠缺血-再灌注心肌细胞色素P450表氧化酶2J3/环氧二十碳三烯酸系统的影响

目的观察缺血后处理拮抗心肌缺血-再灌注损伤时内源性细胞色素P450表氧化酶2J3/环氧二十碳三烯酸(CYP2J3/EET)系统的变化。方法复制在体大鼠心肌缺血-再灌注损伤及缺血后处理模型。雄性Wistar大鼠(250～300)g随机分为三组:假手术组(Sham)、缺血-再灌注组(I-R)、缺血后处理组(IPo)。动脉插管测定心功能指标,采用TTC染色法测定心肌梗死范围,采用RT-PCR法检测心脏细胞色素P450表氧化酶亚型2J3(CYP2J3)mRNA表达,采用Western blot方法测定心肌组织CYP2J3蛋白水平的变化,高效液相色谱法测定11,12-EET含量。结果与I-R组相比IPo组左室收缩末压(LVESP)、左室内压最大上升/下降速率(±LVdp/dtmax)均显著升高;心肌梗死面积减少20.76%(P<0.01);与Sham组及I-R组相比IPo组CYP2J3 mRNA、CYP2J3蛋白及11,12-EET含量明显升高(P<0.05)。结论IPo可减轻在体心肌I-R损伤同时上调心脏CYP2J3/EET系统;提示CYP2J3/EET系统可能与IPo拮抗心脏I-R损伤作用相关。

细胞色素P450表氧化酶对人舌鳞癌细胞Tca-8113裸鼠皮下移植瘤生长的影响

目的:研究细胞色素表氧化酶对在体肿瘤生长的影响。方法:将转染rAAV-CYP2J2、rAAV-CYPF87V、rAAV-antiCYP2J2和rAAV-GFP的Tca-8113细胞,分别接种至裸鼠皮下,观察皮下移植瘤的生长情况,并用免疫组织化学染色分析移植瘤细胞PCNA和CD31分子的表达情况。结果:转染rAAV-CYP2J2、rAAV-CYPF87V明显促进裸鼠皮下移植瘤的生长,并且使移植瘤出现时间(分别为5.8天和6.0天)明显较对照组和转染rAAV-GFP(分别为8.4天和8.6天)短;而转染反义rAAV-CYP2J2组移植瘤生长缓慢,出现时间也明显延长(约9.75天)。免疫组化结果显示,rAAV-CYP2J2、、rAAV-CYPF87V明显促进移植瘤细胞PCNA和CD31的表达,移植瘤微血管密度明显增加。结论:CYP表氧化酶能明显促进在体肿瘤的生长,其机制可能与促进肿瘤血管生成密切相关。

细胞色素氧化酶P4504B1基因突变与膀胱癌遗传易感性的关系

目的:探讨细胞色素氧化酶P450(CYP)4B1基因突变与膀胱癌遗传易感性的关系。方法:应用PCR-单链构象多态性(PCR-SSCP)分析和直接测序分析,分别检测152例膀胱癌患者和150例非肿瘤同期住院患者CYP4B1的各个常见突变基因位点,分析基因突变对膀胱癌发病的影响。结果:膀胱癌组CYP4B1 C517T、AT881-882del+G993A+C1018T和C1123T突变基因型频率高于对照组(χ2=8.266、16.218和15.347,P<0.05);不同病理分级及临床分期膀胱癌患者间CYP4B1各突变基因型频率差异无统计学意义(P>0.05)。结论:携带CYP4B1C517T、AT881-882del+G993A+C1018T和C1123T突变基因型者更易患膀胱肿瘤。

花生四烯酸细胞色素P450表氧化酶在自发性高血压大鼠血压的调节中的作用

背景与目的 花生四烯酸细胞色素P450(CYP)表氧化酶代谢花生四烯酸产生表氧化廿烷酸(EETs),又称为内皮源性超极化因子(EDHFs),在局部微循环的调节中起着重要作用。然而EETs在血压的调节中是否起作用还不清楚。本研究通过对成年自发性高血压大鼠导入花生四烯酸细胞色素表氧化酶基因来观察其血压变化,从而进一步明确EETs在血压调节中的作用。方法:将含人类细胞色素P450表氧化酶CYP2J2 cDNA的真核细胞表达质粒pcDNA.2J2经静脉注射(3mg/kg)入雄性成年自发性高血压大鼠,并以pcDNA3.1对照。然后用尾部血压计测量血压。并在注射后3周和4周时处死动物,检测CYP2J2在不同组织中的表达情况。结果:注射质粒后对照组血压一直无显著性变化,而pcDNA.2J2治疗组大鼠血压显著降低(P<0.05),这一降压效应持续两周以上。Western blotting显示在实验组动物肺、肝和肾的总蛋白中通过特异性抗-CYPP2J2抗体可检测出显著量的人类CYP2J2蛋白的表达。结论:本实验显示对成年自发性高血压大鼠导入人类CYPP2J2基因,使CYP2J2可以在动物组织中高表达,从而引起相对持久的降压作用,这些结果提示花生四烯酸细胞色素P450表氧化酶通过产生EDHFs参与了动物血压的调节作用。

CYP450氧化还原酶的遗传多态对药物代谢的影响

CYP450氧化还原酶(cytochrome P450 oxidoreductase,POR)是所有肝微粒体的细胞色素P450氧化酶(cytochrome P450 monooxygenases,CYP)的唯一电子供体,其中一些CYP是I相药物代谢酶,负责临床上超过80%药物的氧化代谢。另外,POR直接介导了一些抗肿瘤前体药物的代谢。因此,POR的遗传多态引起其活性的改变,对临床药物代谢具有非常重要的临床意义。该文总结了近年来POR的遗传多态影响药物代谢的最新研究进展。

花生四烯酸细胞色素p450表氧化酶基因对野百合碱诱导大鼠肺动脉高压的治疗作用

目的研究过表达花生四烯酸细胞色素p450表氧化酶基因CYP2J2对野百合碱(MCT)诱导的大鼠原发性肺动脉高压的治疗作用,并对其机制进行初步探讨。方法模型组18只雄性大鼠一次性注射MCT(60 mg/kg·w),对照组18只。三周后分六组:MCT+生理盐水(n=6),MCT +pCB6(n=6),MCT+pCB6-2J2(n=6),生理盐水(n=6),pCB6(n=6),pCB6-2J2(n=6)。两周后,测右室收缩压RVSP和右室肥厚指数RV/(LV+s),western blot检测CYP2J2、Smad4蛋白的表达。结果模型组注射生理盐水、pCB6组RVSP分别为(41.48±0.45)和(38.13±3.68)mm Hg,显著高于正常对照组动物(20.89±3.09)mm Hg,(P<0.05)和模型组注射pCB6-2J2组(29.48±5.67)mm Hg,(P<0.05)。模型组注射生理盐水、pCB6组RV/(LV+S)分别为(0.425±0.08)和(0.358±0.07)显著高于正常对照组动物(0.24±0.03)(P<0.01)和模型组注射pCB6-2J2组(0.28±0.02) (P<0.05)。Western blots显示模型组注射生理盐水、pCB6组Smad4蛋白表达水平均明显低于注射pCB6-2J2组。结论过表达CYP2J2基因显著缓解野百合碱诱导的大鼠肺动脉高压,降低右室收缩压和减轻右心室肥厚程度,上调了TGFβ信号通道中的Smad4蛋白。

细胞色素氧化酶P450基因多态性对心脏机械瓣膜置换患者术后华法林抗凝剂量的影响

目的探讨细胞色素氧化酶P450(CYP2C9)基因多态性对心脏机械瓣膜置换患者术后华法林抗凝剂量的影响。方法择期行心脏瓣膜置换术的瓣膜性病变患者522例,采用聚合酶链反应-限制性内切酶片段长度多态性技术检测患者CYP2C9基因型,根据CYP2C9基因型进行分组,CYP2C9*1/*1为强代谢(EM)组,含有CYP2C9*2或*3为弱代谢(PM)组,记录患者术后连续6 d华法林用量、凝血酶原时间(PT)值及国际标准化比值(INR),比较两组华法林初始治疗抗凝过量的情况。结果 CYP2C9*1/*1共466例(89.3%);CYP2C9*1/*2共6例(1.15%);CYP2C9*1/*3共42例(8.05%);CYP2C9*2/*3共8例(1.53%),EM组466例,PM组56例。各组不同时间点的华法林用量比较,差异有统计学意义(P<0.05),EM组的华法林用量在术后4 d较首次剂量明显减少,PM组的华法林用量在术后3 d较首次剂量明显减少,术后4、5、6 d持续减少;术后4、5、6 d PM组华法林用量明显低于EM组(P<0.05)。两组不同时间点的PT值及INR比较,差异均有统计学意义(P<0.05),两组PT值及INR于术后2 d开始增高,术后4 d上升到最高水平;术后3、4、5 d PM组的PT值及INR高于EM组(P<0.05)。PM组出现华法林抗凝过量者比例为62.5%,高于EM组的6.0%(P<0.05)。结论CYP2C9基因多态性检测结合临床检验对心脏机械瓣膜置换术后华法林抗凝剂量的确定具有重要指导意义。

细胞色素氧化酶P450 3A4基因联合环磷酰胺的体外抗肿瘤效应

目的克隆细胞色素氧化酶P4503A4(CYP3A4)基因,构建真核表达质粒并导入K562细胞进行表达,研究CYP3A4联合环磷酰胺(CPA)的体外抗肿瘤效应。方法利用RT-PCR从人肝细胞中克隆CYP3A4基因,构建重组真核表达载体。脂质体法导入K562细胞,RT-PCR和Western blot检测CYP3A4基因在K562细胞中的表达并筛选稳定转染的细胞克隆。MTT法检测CYP3A4联合CPA对肿瘤细胞的抑制作用。结果成功克隆CYP3A4基因并构建了真核表达质粒pcDNA3.1/myc-HisA(+)-CYP3A4。RT-PCR和Western blot分别显示转基因组的CYP3A4 mRNA和蛋白质表达水平均显著高于转空载体组和对照组。MTT示转基因组IC50值为1.09016mmol/L,明显低于转空载体组和对照组。酶诱导剂和抑制剂分别能够减低和增高转基因组IC50。结论CYP3A4体外具有联合CPA的抗肿瘤作用,这种作用能够被CYP3A4相应的诱导剂和抑制剂增强或减低。