红细胞中粪卟啉转运机制解析：ABC转运蛋白介导的主动外排新发现

本研究针对OATP1B1介导的药物相互作用中关键生物标志物粪卟啉（CP）的释放机制，首次揭示了红细胞中ABC转运蛋白（MRP4/ABCB6/BCRP）介导的主动外排途径。通过免疫荧光、K562细胞分化模型及囊泡转运实验，证实这三种转运蛋白协同参与CPI和CPIII的外排，填补了造血细胞中CP转运机制的空白，为临床DDI评估和血液病研究提供了新视角。

　　

在药物研发和临床治疗中，准确预测药物间相互作用（DDI）至关重要。粪卟啉（Coproporphyrins, CP）作为OATP1B1转运蛋白活性的生物标志物，其血浆浓度变化可反映肝脏药物代谢状态。然而，85%的CP实际上来源于红细胞内的血红素合成过程，这些细胞如何将CP释放到血液中的机制却长期未知。这一知识缺口不仅影响DDI评估的准确性，也可能掩盖血液疾病（如贫血和卟啉症）中CP水平异常的真正原因。

瑞士巴塞尔大学的研究团队在《Drug Metabolism and Disposition》发表的研究，首次系统揭示了红细胞中ATP结合盒（ABC）转运蛋白家族成员MRP4（ABCC4）、ABCB6和BCRP（ABCG2）协同介导CP外排的分子机制。研究通过免疫荧光确认了这些转运蛋白在网织红细胞和成熟红细胞中的表达，利用K562细胞分化模型证明血红蛋白合成与CP外排的关联，并通过双转染HeLa细胞和红细胞膜囊泡实验直接验证了三种转运蛋白的功能活性。

关键技术方法包括：1）CD71标记的网织红细胞免疫荧光显微成像；2）伊马替尼诱导的K562细胞分化模型结合LC-MS/MS检测CP；3）OATP1B1/OATP2B1与ABC转运蛋白共转染HeLa细胞的双重转运体系；4）人脐带血红细胞膜囊泡的ATP依赖性转运实验。

表达谱分析揭示红细胞ABC转运蛋白特征
免疫荧光显示MRP4、ABCB6和BCRP在CD71阳性网织红细胞中呈点状分布，成熟红细胞同样保留这些转运蛋白。值得注意的是，MRP4在成熟细胞中向膜移位，提示分化相关的定位调控。

血红蛋白合成驱动CP外排
伊马替尼诱导的K562细胞中，血红蛋白阳性细胞增加12倍，伴随细胞内血红素升高3倍，同时上清液中CPI和CPIII分别增加2倍和6倍。同步检测到ABCB6和BCRP mRNA表达上调（4.2倍和2.2倍），但仅BCRP蛋白水平显著增加，MRP4则出现分子量偏移，提示翻译后修饰的调控。

双重转染模型验证转运功能
在OATP1B1/OATP2B1介导CP摄取的基础上，共表达MRP4、ABCB6或BCRP使细胞内CP积累减少50-75%。特异性抑制剂富米曲霉菌素C（FTC）可逆转BCRP介导的CPIII外排效应，证实其功能依赖性。

囊泡实验再现生理性转运
人脐带血红细胞膜囊泡在ATP存在时CP积累量最高，而MRP4抑制剂吲哚美辛、ABCB6抑制剂维替泊芬和BCRP抑制剂Ko143的混合使用使转运活性降低75%，证明这是ATP依赖的主动过程。

这项研究首次构建了红细胞CP外排的完整机制模型：在血红素合成过程中产生的CP，通过MRP4、ABCB6和BCRP的协同作用被主动泵出细胞。这一发现解释了临床观察中OATP1B1抑制导致的CP升高幅度个体差异，也为贫血、卟啉症等血液疾病中CP异常提供了新解释。特别值得注意的是，三种转运蛋白均与人类血型系统相关（ABCB6-Lan、BCRP-Jr、MRP4-PEL），其基因缺陷可能通过影响CP代谢导致病理表型。未来研究可探索这些转运蛋白的遗传变异对CP动力学的影响，以及它们在红细胞衰老和溶血性疾病中的作用。

从转化医学角度看，该成果为优化基于CPI的DDI预测模型提供了红细胞来源参数的量化依据。研究提示在PBPK（生理药代动力学）建模中，需纳入红细胞CP合成速率（k_syn
）和转运效率的个体差异，这将显著提升临床前预测的准确性。此外，靶向这些转运蛋白的小分子调节剂可能成为干预病理性CP积累的新策略。