肝药物代谢的调节：核受体PXR和CAR的作用

肝脏２００２年１２月第７卷第４期　·２５９·　药物性肝病专题讨论·　肝药物代谢的调节：核受体ＰＸＲ和ＣＡＲ的作用　陆伦根　物种不仅受到捕食者的威胁，而且也遭受渗透到细胞膜的　脂溶性化合物的威胁，这些化合物有聚积作用，导致中毒、致癌　和遗传毒性，其可来自环境，也可由内源性产生。内源性产生　涉及许多细胞过程，使得这些化合物保持在严格的浓度范围　内，以防止毒性脂溶性物质的聚积，此过程称为生物转化和转　运。为了提供有效的防御反应，这些系统必须有广泛的底物特　异性和完善的适应性，以便物种能在有害的化学环境中生存。　肝脏是外源性物质代谢的主要器官，第一相反应使非极性　的脂溶性化合物产生极性基团，从而增加其水溶性，从胆汁和　尿液中排除。第一相反应主要是由细胞色素Ｐ４５０酶系统催　化，它能修饰药物分子的基本结构。人肝Ｐ４５０是膜结合色素　蛋白，可有效地代谢脂溶性物质。依据氨基酸序列的同源性不　同可分成不同类型。很显然，Ｐ４５０酶是药物诱导和外源性物　质代谢的中心环节。然而，其确切调节机制尚不明隙。　新外源性物质受体——ＰｘＲ　人ＰＸＲ（ｈＰＸＲ）也称为孕烷活化受体和类固醇及外源性物　质受体（ＳＸＲ）。从结构上来看，ＰＸＲ与构成雄烷受体（ＣＡＲ；　ＮＲ１１３）和１，２５一二羟维生素受体（ＶＤＲ；ＮＲ１１１）最密切相关。　类似于Ｘｑ）Ｒ、ＣＡＲ和其他的ＮＲ１核受体，ＰＸＲ与ＤＮＡ结合成　异二聚体，此二聚体是９－Ｃｉｓ一维甲酸的受体［类维甲酸Ｘ受体　（ＰＸＲ；ＮＲ２Ｂ１）］。　核受体家族成员作为配体活化的转录因子，在各种细胞过　程中起关键作用。核受体家族成员有共同的结构区，包括高度　保守的含两个锌指ＤＮＡ结合区（ＤＢＤ）和一个与结合区的配体　（ＬＢＤ）。ＤＢＤ与称为反应素的特异性ＤＮＡ序列结合，ＬＢＤ位　于蛋白质的碳端，作为配体的剪切位点，也含有二聚体结构和　转录活化区。配体与ＬＢＤ的结合可导致受体的形态变化，使　其更易与辅助蛋白发生作用及靶基因表达的活化。在某种意　义上来说，许多核受体是孤立的，其生理学上相关配体尚未确　定：　ｈＰＸＲ表达于肝脏，少部分表达于结肠和小肠。在这些组　织ＣＹＰ３Ａ表达丰富。这种方式的表达相似，但与鼠ＰＸＲ　（ｍＰＸＲ）不同，ｍＰＸＲ亦低水平的表达于胃和肾脏。　虽然人、小鼠、大鼠和兔ＰＸＲ由几种共同的化合物称为　５ｐ一孕烷一３，２０一ｄｉｏｎｅ活化，但这些受体的配基特异性明显不同。　例如，ｈＰＸＲ和ｍＰＸＲ由地塞米松醋酸丁酯、ＲＵ４８６和皮质酮　活化，人和兔ＰＸＲ由利福平活化，而大鼠和小鼠则否。同样，　双磷酸酯ＳＲ１２８１３是人和兔而不是鼠ＰＸＲ的强力激活剂。相　反，孕烯醇酮１６ａ一碳睛（ＰＣＮ）、地塞米松和１７ａ一羟孕烯醇酮是　作者单位：２００００ｌ　上海第二医科大学附属仁济医院上海市消化　疾病研究所　ｍＰＸＲ而非ｈＰＸＲ的有效活化剂。这些受体之间的药理学差　异强力提示ＰＸＲ是ＣＹＰ　３Ａ基因外源性诱导的关键介质，因为　鼠、兔和人ＰＸＲ活化与ＣＹＰ３Ａ诱导有密切关系。利福平是人　ＣＹＰ　３Ａ４和兔ＣＹＰ　３Ａ６的有效诱导剂，而对鼠ＣＹＰ　３Ａ表达的　活化较差。　现已发现ＰＸＲ通过ＤＮＡ反应元素与ＰＸＲａ结合成异二聚　体来转录活化靶基因。ＰＸＲ介导的ＣＹＰ　３Ａ４基因的诱导作用　取决于远端外源性反应性增强调节区（ＸＲＥＭ），ＸＲＥＭ位于转　录起始点的８Ｋｂ上游处。ＸＲＥＭ区域含有高亲和性的ＰＸＲ—　ＰＸＲ　ａ结合位点（ＤＲ　３元件），以及在ＣＹＰ３Ａ近端启动子的　ＥＲ元件起协调作用的低亲和性的元件。在报道的含有ＸＲＥＭ　基因结构中，ＥＲ一６模块的突变降低ＰＸＲ反应性至少约５０％。　ＸＲＥＭ区和邻近ＥＲ一６元件的启动子在人类ＣＹＰ　３Ａ７基因功　能上是保守的区域。　二、核受体ＣＡＲ通过苯巴比妥介导ＣＹＰ　２Ｂ的诱导作用　苯巴比妥诱导ＣＹＰ２Ｂ基因和各种结构上不相关的称为苯　巴比妥样诱导剂化合物（如氯丙嗪、甲氧氯等）通过结构性雄烷　受体（ＣＡＲ）介导。在哺乳动物细胞株和酵母中，鼠ＣＡＲ　（ｍＣＡＲ）在无外源性配体中转录活跃，而ｍＣＡＲ结构性转活化　能力受雄烷酮（５　雄烷一３　ｏ１）和雄烯酮（５　雄一１６一ｅｎ一３　ｏ１）抑　制。在ＨｅｐＧ２细胞，ｍＣＡＲ配体依赖的抑制可被苯巴比妥和苯　巴比妥样诱导剂所逆转。近来，已发现了天然产生和外源性　ｍＣＡＲ和人ＣＡＲ（ｈＣＡＲ）的拮抗剂，与人和鼠ＰＸＲ类似，ｈＣＡＲ　和ｍＣＡＲ出现不同的活化方式。　在正常肝脏和原代培养的肝细胞中，ｍＣＡＲ存在于胞浆　中，仅当细胞接触了苯巴比妥或苯巴比妥样诱导剂后才移位至　胞核中。当再接触冈田（软海绵）酸、磷酸酶１和２Ａ抑制剂后，　苯巴比妥诱导的核移位消失。这表明ｍＣＡＲ的去磷酸化作用　需要核间隔作用。因此，苯巴比妥诱导的ＣＡＲ去磷酸化是　ＣＹＰ　２Ｂ诱导的关键步骤，说明磷酸化状态在ＣＹＰ　２Ｂ诱导中　起重要的作用。　活体内ｍＣＡＲ破坏完全消除了苯巴比妥和１，４－ｂｉｓ［２一（３，　５一二羟吡啶）］苯（ＴＣＰＯＢＯＰ）介导的鼠ＣＹＰ　２ｂ１０基因的诱导　作用。这说明此受体在某些Ｐ４５０外源性物诱导作用中发挥关　键性的作用。苯巴比妥和苯巴比妥样诱导剂改变了ＣＡＲ细胞　定位的机制表明ＣＡＲ蛋白的碳端附近富含亮氮酸区，是外源　性物质反应的信号传导的区域。　在原代培养的肝细胞中，ｈＰＸＲ和ｈＣＡＲ能够受ＣＹＰ　２Ｂ６　基因的苯巴比妥所诱导。此外，在

ＣＹＰ　３Ａ４基因的启动子和　维普资讯 http://www.cqvip.com ２６０·　ＸＲＥＭ区内，ｈＣＡＲ能够与ＰＸＲ反应元件起作用，此情况亦见　于ＣＹＰ　２Ｂ和ＣＹＰ　３Ａ基因。尽管ＣＡＲ和ＰＸＲ直接调节ＣＹＰ　２Ｂ６表达，但ＣＡＲ似乎在此基因苯巴比妥介导的诱导中起主　要的作用：ＣＹＰ２Ｂ６　ＰＢＲＥＭ模块与核受体结合给ＣＡＲ介导　的转活化作用提供了一个最佳的平台。总之，ＣＡＲ和ＰＸＲ通　过类似Ｃｉｓ一作用ＤＮＡ元件调节共同基因，提示在增加对外源　性物质的适应性反应中这两个信号通路之间的交联是一个重　要的因素：ＣＡＲ是否有内源性配体尚不明隙　雄烷似乎不可　能是此受体的天然配体，还有待进行研究阐明。　三、ＰＸＲ和ＣＡＲ调节其他的外源性代谢和转运通路　ＭＤＲ１（ＡＢＣＢ１）基因编码Ｐ一糖蛋白，它是位于小肠和结肠　上皮细胞腔面上、肝细胞顶（小管）浆膜区、胰管上皮细胞和近　端肾小管上皮细胞顶端膜上重要的药物输出泵。利福平是肠　Ｐ一糖蛋白表达的强烈诱导剂。此诱导作用构成利福平和地高　辛之间药物相互作用的基础。已知ＰＸＲ配体的许多药物可增　加ＭＤＲ１基因表达。此外，ＰＸＲ可通过约８Ｋｂ的远端增强子，　位置类似于ＣＹＰ　３Ａ４基因ｘＲＥＭ处，使ＭＤＲ１转活化。　ＭＲＰ２（ＡＢＣＣ２）起肝细胞药物输出泵功能，也转运胆红素　结合物。ＭＲＰ２亦见于小肠和近曲小管。ＭＲＰ２基因的突变引　起Ｄｕｂｉｎ—Ｊｏｈｎｓｏｎ综合征，它是一种遗传性结合胆红素高血症。　用利福平治疗可增加ＭＲＰ２表达。在人、鼠肝细胞原代培养显　示ＭＲＰ２表达至少受３种核受体即ＰＸＲ、ＣＡＲ和法呢ｘ受体　（ＦＸＲ；ＮＲ１Ｈ４）调节。有趣的是，这３种受体能够与鼠ＭＲＰ２　基因的近端启动子中的ＥＲ一８模块结合。　有机离子转运多肽一２（Ｏａｔｐ２）是一种基底侧（窦侧）转运体，　表达于肝细胞，参与许多两性物质包括胆汁酸和外源性物质的　摄取。它是哺乳动物强ＰＸＲ配体ＰＣＮ的诱导剂。在表达低　水平Ｏａｔｐ２且缺乏ＰＣＮ诱导的无ＰＸＲ鼠，已提示Ｏａｔｐ２受　ＰＸＲ调节。　有报道表明，有ＰＸＲ配体的化合物可调节几种其他的基　因，包括Ｐ４５０酶ＣＹＰＩＡｌ和ＣＹＰ２Ｃ８／ＣＹＰ２Ｃ９、尿苷二磷酸葡　萄糖醛酸转移酶、磺基转移酶和羧基转移酶。应用新的技术测　定不同的基因表达，如ｃＤＮＡ和寡核苷酸分析，可能发现ＰＸＲ　和ＣＡＲ新的靶基因。　四、ＰＸＲ作为胆汁酸受体的功能　胆汁酸是胆固醇代谢水溶性、两性终末产物。在肝脏中产　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ，Ｄｅｃ　２００２，Ｖｏｌ　７，Ｎｏ．４　生，在胆汁中胆汁酸以牛磺酸或甘氨酸结合物分泌。在小肠，　细菌分解和使胆汁酸去羟化，然后再被小肠吸收，形成肠肝循　环。胆汁酸导致胆脂质分泌，促进胆汁中可溶性胆固醇的清　除。在小肠，胆汁酸使饮食脂质变成可溶性物质，有利于吸收。　如果肝脏中存在高浓度的胆汁酸，将有肝毒性。单个胆汁　酸的相对毒性和其生理特性与其疏水性有关，亦与胆汁酸分子　的环状羟化程度有关。因此，对肝毒性强度的顺序是单羟＞双　羟＞三羟胆汁酸。与磺基和葡萄醛酸的结合进一步增加了胆　汁酸的水溶性及肾排泄，这说明在胆汁酸代谢中环状羟化是很　重要的。　从肝脏分离的微粒体催化石胆酸的６ａ，少部分７ａ和６８的　羟化作用。已知与原发性胆汁性肝硬化（ＰＢＣ）相关的慢性胆　汁淤积时，胆汁酸羟化作用增加。近年来的研究发现ＣＹＰ３Ａ４　的特征是作为石胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸６ａ羟化的催化剂。　ｈＰＸＲ有效激活剂和人ＣＹＰ３Ａ酶的诱导剂利福平可用于治疗　胆汁淤积性肝病的搔痒，其作用机制是增加胆汁酸的代谢率。　ＰＢＣ患者治疗２周后，可导致血清总胆汁酸明显降低。　无ＰＸＲ鼠研究提示，对胆汁酸导致的肝损伤ＰＸＲ有部分　的保护机制。部分是通过作为肝ＣＹＰ３Ａ基因表达的诱导剂，　用ＰＣＮ预处理的鼠，可使其免遭石胆酸诱导的肝损伤。ＰＣＮ　这种保护作用在无ＰＸＲ鼠则缺如。以细胞为基础的报道基因　分析检测胆汁酸已经识别出石胆酸和３一酮石胆酸是ＰＸＲ配　体，亲和性研究显示在胆汁淤积性肝病时中位抑制浓度（ＩＣ５０）　值分别是９ｔ￣ｍｏｌ和１５ｇｍｏｌ。在无ＰＸＲ鼠实验中，ＰＸＲ是　ＣＹＰ７ａｌ基因的负调节剂，限速步骤在胆汁酸的生物合成。此　外，几种核受体包括ＰＸＲ的网络亦调节胆固醇的分解和胆汁　酸的体内平衡。　参　考　文　献　１　Ｌｉｄｄｌｅ　Ｃ，Ｇｏｏｄｗｉｎ　Ｂ．Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅｐａｔｉｃ　ｄｒｕｇ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ：ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ　ＰＸＲ　ａｎｄ　ＣＡＲ．Ｓｅｍｉｎ　Ｌｉｖｅｒ　Ｄｉｓ，２００２，２２：１１５～　１２２．　２　Ｗｅｉ　Ｐ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ，Ｅｇａｎ—ＨａｒｌｅｙＭ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｒｅｃｅｐｔｏｒＣＡＲｌ＇ｌｌｅ—　ｄｉａｔｅｓ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｘｅｎｏｂｉｏｔｉｃ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｕｇ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　Ｎａｔｕｒｅ，２０００，　４０７：９２０　９２３　（收稿日期：２００２　０９　１１）　肝胆管细胞转运器与药物性胆汁淤积　晏春根谢青　胆汁淤积是药物性肝损伤常见的表现之一，其发病机制仍　不清楚。随着分子生物学技术的发展，近来已发现多种转运器　参与了此作用，而许多药物是这些转运器的底物，转运器基因　作者单位：２０００２５　上海第二医科大学附属瑞金医院感染科　的多态性可以增加药物性胆汁淤积的易感性。　转运器与药物转运　

转运器主要包括有机阴离子转运多肽、有机阳离子转运　维普资讯 http://www.cqvip.com