微粒体酶介导的胡椒基丁醚代谢稳定性及其对Shh信号通路抑制活性的影响研究

本研究发现常用农药增效剂胡椒基丁醚（PBO）可被人类肝脏微粒体通过NADPH依赖方式快速代谢，细胞色素P450（CYP）酶系（特别是CYP2C19、CYP2C9和CYP3A4亚型）在其中起主导作用。研究首次揭示代谢过程虽会降低PBO对 Sonic hedgehog（Shh）信号通路的抑制活性，但不会完全消除其发育毒性效应，这对评估孕期暴露风险及个体代谢差异对发育毒性的影响具有重要毒理学意义。

　　

Highlight

研究发现农药增效剂胡椒基丁醚（PBO）可被人类肝脏微粒体通过NADPH依赖方式快速代谢。CYP家族抑制剂SKF-525A显著抑制PBO代谢，而FMO家族抑制剂甲巯咪唑无此效应。进一步研究表明CYP2C19、CYP2C9和CYP3A4亚型具有最强的PBO代谢能力，CYP1A2和CYP2D6表现中等活性。值得注意的是，微粒体代谢会降低但不会完全消除PBO对Sonic hedgehog（Shh）信号通路的抑制活性。这些发现揭示了混合功能氧化酶在PBO代谢中的核心作用，并提示特定CYP亚型可能影响其发育毒性效应。

Materials

本研究使用的活性材料包括：PBO（多伦多研究化学品公司）、女性人类肝脏微粒体（XenoTech公司）、Cypex公司EasyCYP重组人源酶（CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4）、Promega公司NADPH再生系统以及SHH配体。

Human liver microsomes deplete PBO in the presence of NADPH

通过代谢稳定性实验发现，在NADPH存在条件下，人类肝脏微粒体对PBO的代谢呈时间依赖性。LC/MS/MS定量分析显示：0分钟时PBO浓度为124.6 ng/mL，60分钟后降至6.90 ng/mL，表明微粒体酶系统对PBO具有显著代谢能力。

Discussion

致畸性外源物质对孕妇和胚胎发育构成潜在威胁。了解这些物质的代谢过程对评估其抑制关键生物学过程的能力至关重要。胚胎发育期Shh通路抑制可能导致面部、前脑、肢体等器官形态发生异常。本研究证实PBO作为Shh通路抑制剂可通过微粒体代谢被部分解毒，但完全消除其生物活性仍需进一步研究。

CRediT authorship contribution statement

Kenneth S. Rivera-González：研究构思、经费获取、实验设计、数据分析、论文撰写与修改；Cameron O. Scarlett：实验方法建立与实施、论文审阅；Robert J. Lipinski：研究总体规划、经费管理、论文构思与修改。

Declaration of competing interest

作者声明以下利益关系：Robert J Lipinski获得国家环境健康科学研究所经费支持。其他作者声明无已知可能影响研究结果的竞争性利益关系。

Acknowledgments

感谢Lauren Trepanier博士的专业讨论建议及Matthew Nangle对文稿的审阅。本研究获美国国立卫生研究院（NIH）下属国家环境健康科学研究所资助（R01ES026819和T32ES007015）。研究内容由作者全权负责，不一定代表NIH官方观点。