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目前测量 OATP1B1 活性的方法存在诸多局限,为寻找可靠且经济高效的测量方法,研究人员以 Coproporphyrin I(CPI)为对象开展研究。结果表明 CPI 荧光可测 OATP1B1 活性并识别抑制剂,这为评估转运及药物相互作用提供了新方法。
在药物研发和临床治疗中,药物在体内的转运过程至关重要,其中有机阴离子转运多肽 1B1(OATP1B1)发挥着关键作用。OATP1B1 是肝脏中重要的摄取转运蛋白,它负责介导许多内源性化合物和药物的清除,像常见的降血脂药物瑞舒伐他汀和普伐他汀等都依赖它进行代谢。但 OATP1B1 也常常引发药物 - 药物相互作用(DDIs),影响患者的治疗效果。比如,患者同时服用两种通过 OATP1B1 转运的药物时,它们可能会竞争转运位点,导致其中一种或两种药物的代谢受到影响,进而改变药物在体内的浓度,影响疗效甚至产生不良反应。
为了准确评估药物与 OATP1B1 的相互作用,科研人员一直在努力寻找可靠的检测方法。然而,现有的检测手段都存在一些令人头疼的问题。早期,测量雌二醇 - β - 葡萄糖醛酸苷(estradiol-β-glucuronide)需要借助放射性检测方法,这不仅需要专业的设备、经过特殊培训的人员,成本还特别高,而且这种方法在体内检测时并不适用。检测他汀类药物,要么进行放射性标记,要么使用高效液相色谱和质谱联用技术,不仅耗时,费用也十分高昂。8-(2-[Fluoresceinyl] aminoethylthio) adenosine - 3', 5'- cyclic monophosphate(8FcA)虽然提供了一种荧光检测方法,但它无法用于体内 OATP1B1 活性的评估,限制了其在临床中的应用。
在这样的背景下,来自未知研究机构的科研人员开展了一项极具意义的研究。他们把目光聚焦在 Coproporphyrin I(CPI)上,一种在血红素合成过程中产生的终末副产物,它没有已知的特定靶点和细胞功能。此前研究发现,患有 Rotor 综合征(一种因 OATP1B1 和 OATP1B3 基因缺陷导致的疾病)的患者尿液中 CPI 排泄量会增加,这表明 OATP1B1 在调节 CPI 的肝脏摄取和清除过程中起着关键作用,而且改变的 CPI 消除和升高的血浆浓度已成为研究 OATP1B1 功能的重要生物标志物。但以往测量 CPI 的方法主要是高效液相色谱和质谱技术,同样存在耗时久、成本高的问题。
科研人员发现,包括 CPI 在内的卟啉分子具有荧光特性,于是大胆假设 CPI 荧光或许可以作为测量 OATP1B1 转运活性的指标,还能用于识别那些可能引发 DDIs 的抑制剂。他们进行了一系列实验,最终得出结论:在过表达 OATP1B1 的 HEK293 细胞中,CPI 荧光可以有效测量其转运活性;同时,还发现了多种酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)可能是潜在的 OATP1B1 抑制剂。这一研究成果发表在《Drug Metabolism and Disposition》上,为评估 OATP1B1 介导的转运过程以及研究药物相互作用开辟了新的道路,有望推动个性化药物治疗的发展,提高临床用药的安全性和有效性。
在这项研究中,科研人员主要运用了细胞培养技术和荧光检测技术。他们培养了过表达 OATP1B1 的人胚胎肾(HEK293)细胞(HEK293OATP1B1)和载体对照细胞(HEK293VC),将细胞分别暴露于 CPI 和不同的 TKIs 中,然后通过测量细胞内的荧光强度来评估 CPI 的摄取和积累情况,以此判断 OATP1B1 的转运活性以及 TKIs 对其的抑制作用。
评估 HEK293 细胞中 OATP1B1 活性介导的细胞内 CPI 摄取和积累:研究人员将 HEK293OATP1B1细胞和 HEK293VC细胞分别暴露于 2 μM CPI 中 30 分钟,通过测量细胞内荧光强度发现,HEK293OATP1B1细胞的摄取量为 0.7 ± 0.3 pmoL/mg 蛋白 /min,是不表达转运体的 HEK293VC细胞(0.02 ± 0.02 pmoL/mg 蛋白 /min)的 35 倍,而 HEK293VC和野生型 HEK293(HEK293WT)细胞之间的摄取量没有差异。这表明 OATP1B1 的过表达显著促进了细胞对 CPI 的摄取,说明可以通过检测 CPI 荧光来衡量 OATP1B1 的转运活性。
讨论:CPI 作为一种敏感的临床 OATP1B1 活性生物标志物,此前却缺乏低成本的体外检测方法来利用其摄取识别 OATP1B1 抑制剂。本研究首次证实,在过表达 OATP1B1 的 HEK293 体外模型中,CPI 荧光可用于测量 OATP1B1 活性并识别抑制剂。这一成果为评估 OATP1B1 介导的转运过程提供了新的视角,有助于深入了解药物相互作用机制,为临床合理用药提供更可靠的依据,在药物研发和临床治疗领域具有重要的应用价值。