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为解决眼科药物开发因眼组织中药物代谢酶（DMEs）和转运体（DTs）认知不足的问题，研究人员对兔眼亚组织、肝、十二指肠的 DMEs 和 DTs 基因表达进行比较研究，发现组织特异性表达模式，为药物开发提供依据。
随着糖尿病患病率上升和人口老龄化，眼科药物市场需求日益增长。然而，眼组织复杂的解剖结构和生理屏障（如角膜、血视网膜屏障 BRB）导致药物渗透困难，且眼内药物代谢酶（DMEs）和转运体（DTs）的表达特征尚不明确，严重制约了眼科药物的开发。例如，肝脏作为主要代谢器官的研究较为充分，但眼作为肝外代谢组织，其局部代谢和清除药物的机制仍需深入探索，尤其是不同眼亚组织（如角膜、虹膜睫状体、玻璃体、视网膜脉络膜复合体）与肝脏、十二指肠之间的代谢差异。
为填补这一知识空白，美国堪萨斯大学的研究人员开展了一项针对新西兰白兔的跨组织转录组研究。该研究通过 RNA 测序（RNA-seq）技术，分析了 6 只兔子（3 雄 3 雌）的角膜、虹膜睫状体、玻璃体、视网膜脉络膜复合体、肝脏和十二指肠共 6 种组织中 DMEs 和 DTs 的基因表达谱，旨在揭示眼组织特异性药物处置机制，为跨物种外推和模型预测提供数据支持。研究成果发表在《Drug Metabolism and Disposition》。
研究采用的关键技术方法包括：组织样本采集（眼球摘除后分离眼亚组织，同时采集肝脏和十二指肠）、RNA 提取与纯化（TRIzol 试剂结合磁珠均质器）、mRNA 文库构建（NEBNext Ultra II 定向 RNA 文库制备试剂盒）、高通量测序（Illumina NextSeq 2000 平台）以及生物信息学分析（nf-core RNA-seq 管道、DESeq2 差异表达分析、层次聚类和多维标度分析 MDS）。
数据质量与初步分析
RNA 完整性数（RIN）显示大部分组织样本质量良好，仅玻璃体样本因胶状结构导致 RNA 提取困难。RNA-seq 共检测到 22,457 个基因，其中 387 个 DMEs 和 128 个 DTs 在眼、肝、十二指肠中表达。维恩图显示，多数基因在三种组织中共同表达，但眼亚组织与肝、十二指肠的基因表达谱差异显著，虹膜睫状体与视网膜脉络膜复合体的表达模式更为相似。
各类型药物代谢酶与转运体的表达特征
- 细胞色素 P450（CYP450）：肝脏中 CYP1A2、CYP2C、CYP3A 等肝特异性酶表达最高，而眼组织中 CYP1B1（与青光眼相关）、CYP2J1、CYP4V2 等参与内源性物质（如固醇、维生素 A）代谢的酶表达显著。例如，CYP51A1 在眼组织中高表达，参与胆固醇生物合成。
- 水解酶（Hydrolases）：肝脏中羧酸酯酶（CES1、CES2）、对氧磷酶（PON1、PON3）表达丰富，眼组织中角膜和虹膜睫状体的 CES1、EPHX1（环氧化物水解酶）表达较高，且眼内肽酶（如 CPQ、MMP2）含量丰富，可能影响肽类药物的稳定性。
- 非 CYP 氧化酶（Non-CYP Oxidases）：醛脱氢酶（ALDH1A1、ALDH2）和醇脱氢酶（ADH5）在眼和肝中广泛表达，其中 XDH（黄嘌呤脱氢酶）在角膜中表达最高，提示其在眼部抗氧化应激中的作用。
- 还原酶（Reductases）：醛酮还原酶（AKR1A1、AKR1B10）在眼组织中普遍表达，SDR16C5 为眼特异性还原酶，可能参与药物解毒和氧化应激保护。
- 转移酶（Transferases）：肝脏中 UGT（葡萄糖醛酸转移酶）和 SULT（磺基转移酶）表达较高，眼组织中谷胱甘肽 S - 转移酶（GSTs）为主，如 GSTA5、GSTM3，显示眼内解毒能力。
- ABC 转运体：ABCA4（视网膜特异性转运体 ABCR）、ABCG4 在眼组织中高表达，P-gp（ABCB1）、MRP（ABCC）等在虹膜睫状体和视网膜脉络膜复合体中富集，构成血视网膜屏障的主动外排系统。
- SLC 转运体：OATP1A2、OATP1C1 等有机阴离子转运多肽在眼内高表达，提示药物摄取能力；MATE1（有机阳离子反向转运体）在视网膜脉络膜复合体中高表达，参与阳离子排出。
性别差异与跨物种比较
性别差异分析显示，20 个 DMEs 和 10 个 DTs 存在性别依赖性表达，如 CYP2U1 在雌性肝脏中高表达，雄性肝脏和眼组织中低表达。与人类眼转录组数据库对比，多数兔眼 DMEs/DTs 在人类眼组织中保守表达，但 CES1 在人类眼内表达较低，其功能可能由 CES2 代偿。
研究结论与意义
本研究系统揭示了兔眼亚组织中 DMEs 和 DTs 的组织特异性表达模式，证实眼具有独立于肝脏的代谢和转运能力，挑战了 “眼是次要代谢器官” 的传统认知。例如，眼内 CYP1B1、ABCR 等分子的高表达提示其在药物局部代谢和屏障功能中的关键作用，而肽酶和 GSTs 的丰富表达为肽类药物和抗氧化药物设计提供了靶点。研究结果为优化眼科药物递送系统（如绕过 P-gp 外排、利用 OATP 摄取）、预测跨物种代谢差异提供了理论依据，有望加速青光眼、糖尿病视网膜病变等眼部疾病的药物开发进程。
