莱菔硫烷对 HL-60 细胞的保护作用及其对抗氯氮平毒性和蛋白质共价结合的机制:与氯氮平诱导的粒细胞缺乏症的关联

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Chemico-Biological Interactions 4.7

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  氯氮平用于治疗难治性精神分裂症,但存在诱导粒细胞缺乏症等不良反应,限制其应用。研究人员探究莱菔硫烷(SFN)对氯氮平毒性的保护作用。发现 SFN 可诱导 NQO1、NQO2 表达,减少氯氮平蛋白共价结合,为临床应用提供新方向。

  
在精神疾病治疗领域,难治性精神分裂症的用药选择一直是临床难题。氯氮平(clozapine)作为一种非典型抗精神病药物,对难治性精神分裂症患者疗效显著,然而其潜在的严重不良反应 —— 特发性药物不良反应(如严重中性粒细胞减少症即粒细胞缺乏症)却极大限制了临床应用。研究表明,发生粒细胞缺乏症的氯氮平治疗患者中,野生型 NRH: 醌氧化还原酶 2(NQO2)频率较低,而突变型 NQO2(NQO2-1541-AA)频率较高。尽管莱菔硫烷(sulforaphane)作为已知的相关酶亚型 NQO1 表达诱导剂具有保护作用,但其在调节 NQO2 表达中的作用以及通过激活 NQO1 和 NQO2 对抗氯氮平毒性的机制尚不明确。在此背景下,加拿大阿尔伯塔大学药学院等机构的研究人员开展了相关研究,旨在探究莱菔硫烷是否能诱导 NQO1 和 NQO2 表达,并通过激活这两种酶发挥对抗氯氮平毒性的保护作用。该研究成果发表在《Chemico - Biological Interactions》,为氯氮平的安全应用提供了重要的理论依据。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:通过免疫印迹法(immunoblotting)检测 NQO1 和 NQO2 蛋白表达及对氯氮平 - 蛋白结合的保护作用;利用酶标板分析谷胱甘肽(GSH)水平;采用液相色谱 - 质谱联用法(LCMS)定量氯氮平代谢物;运用紫外 - 可见分光光度法(UV - Vis spectrophotometry)测定髓过氧化物酶(MPO)活性;通过细胞活力测定筛选莱菔硫烷和氯氮平的合适处理浓度。

莱菔硫烷对 NQO1 蛋白的诱导作用


研究人员通过免疫印迹法检测 HL - 60 和 THP - 1 细胞中的 NQO1 蛋白表达,前者已知大量表达 MPO,后者则不表达。结果显示,莱菔硫烷处理 48 小时可导致 HL - 60 和 THP - 1 细胞中 NQO1 蛋白表达增加。与溶媒对照组相比,2.5 - 10 μM 莱菔硫烷处理显著增加了 HL - 60 细胞中 NQO1 蛋白表达;1 - 10 μM 莱菔硫烷处理也诱导了 THP - 1 细胞中 NQO1 蛋白表达。

莱菔硫烷对细胞活力及氯氮平代谢的影响


氯氮平 24 小时的半数致死浓度(LC5024h)约为 50 μM,且高达 5 μM 的莱菔硫烷不会降低细胞活力。2.5 - 5 μM 莱菔硫烷可防止氯氮平诱导的细胞活力下降。与未处理组相比,莱菔硫烷预处理组中反应性较低的代谢物氯氮平 - N - 氧化物的形成增加。此外,在 2.5 - 10 μM 莱菔硫烷存在下,细胞内髓过氧化物酶活性显著增加。

莱菔硫烷对谷胱甘肽水平及氯氮平蛋白结合的影响


莱菔硫烷预处理组的 GSH 水平显著高于未处理组,且莱菔硫烷预处理显著减弱了氯氮平与细胞蛋白的共价结合。

研究结论表明,莱菔硫烷预处理 HL - 60 细胞可显著防御氯氮平反应性代谢物的侵害。诱导 NQO2 表达是一项新发现,其具体保护机制需进一步研究。莱菔硫烷诱导的 GSH 增加,结合增强的氯氮平 - N - 氧化物形成,似乎有助于减少共价蛋白结合,这与氯氮平诱导的细胞活力下降和髓过氧化物酶活性增加相关。讨论部分指出,药物诱导的粒细胞缺乏症等特发性药物不良反应因其潜在的危及生命的副作用而备受关注,且在临床试验中通常不易检测到,这给药物发现带来了挑战。氯氮平诱导的粒细胞缺乏症被认为是免疫介导的毒性,该药物可能通过反应性代谢物引发一系列反应,推测主要涉及的反应性代谢物为氯氮平硝鎓离子(CNI),其与蛋白结合可能是毒性的关键环节。而本研究中莱菔硫烷通过诱导抗氧化系统(包括 NQO1 和 NQO2 表达),减少毒性代谢物生成、保护 GSH 并减弱氯氮平与细胞蛋白结合,为解决氯氮平的安全性问题提供了新的思路和潜在策略,有望在临床中发挥有益作用,为氯氮平的合理应用开辟新方向。

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