吡咯里西啶生物碱致母、胎肝毒性差异及其代谢活化机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81473290
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3512.药物毒理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Developmental toxicity of traditional Chinese medicine (TCM) and the underlying mechanisms are important issues in TCM Chinese safety study. Previously, the applicant has demonstrated pyrrolizidine alkaloids (PAs), a group of compounds widely existing in TCM, induced developmental toxicities in rats. Our preliminary experimental results and literature review also indicate fetus is much more vulnerable than mother to PAs-induced hepatotoxicity. Based on the understanding that cytochrome P450 (CYP) 3A is the major enzyme in activating PAs to toxic metabolites and the expression of CYP3A isoforms is significantly different in the livers of mother and fetus, we hypothesize that liver damage induced by PAs is the result of metabolic activation of PAs in situ, and that the differential hepatotoxicity by PAs in mother and fetus could be attributed to higher capacities of CYP3A isoforms specifically expressed in fetal liver. By using two representative PAs (retrorsine and monocrotaline), this project will further confirm the difference in hepatotoxicity by PAs between mother and fetus in vivo. We will then determine the role of specific human maternal and fetal hepatic CYP3A isoforms that mediate diverse metabolic injury of PAs, by several complementary experimental systems including baculovirus expression system, Flp-In CHO cell and transgenic zebrafish. Moreover, we will identify the key amino acid(s) affecting metabolic capacity of maternal and fetal CYP isoforms for PAs. This mechanistic study will be conducted by docking PAs into the active site of homology-based model of CYP3A7 and site-directed mutagenesis. Results from our proposed project will provide important information on the safety evaluation of PAs-containing TCM and novel mechanistic approaches in treatment and prevention of PAs-induced developmental toxicity.
研究传统中药的发育毒性及其机制是我国中药安全性研究亟需解决的问题。申请人前期证实中药单体成分-吡咯里西啶生物碱(PAs)导致大鼠发育毒性,并存在原位代谢损伤机制;结合文献在预实验基础上,发现孕期PAs暴露对母肝无明显毒性,但胎肝损伤严重;体外代谢显示,大鼠母、胎肝微粒体有PAs代谢活化差异,提出PAs引起母、胎肝毒性的差异很可能源于两者表达的不同CYP3A亚型代谢活化PAs能力的差异。本项目以两种PAs(倒千里光碱和野百合碱)为代表,从整体实验确证PAs的母、胎肝毒性差异;在亚细胞、细胞和转基因动物水平确认母、胎肝特异性CYP3A亚型介导了PAs的代谢损伤差异;通过基于CYP3A7同源模建结构的定点突变,确定影响两酶亚型代谢活化PAs差异的关键氨基酸。本项目从PAs代谢活化差异角度,探究中药成分对胎儿的特异性发育毒性及其发生机制,为解析中药发育毒性提供新的研究思路和手段。

结项摘要

中药单体成分吡咯里西啶生物碱(PAs)以其肝毒性引起了广泛关注,PAs本身无毒,需经过细胞色素P450 3A(CYP3A)代谢生成脱氢吡咯代谢物发挥毒性。本室前期研究证实其具有发育毒性,文献和本室预实验结果提示PAs对母胎毒性有差异。本项目证实了PAs对母胎(子)的毒性差异现象,并从代谢角度证实其发生机制。以倒千里光碱(RTS)和野百合碱(MCT)作为PAs 的代表和研究工具,建立了大鼠发育毒性的动物模型,证实PAs几乎可完全通过胎盘屏障进入胎仔体内,而PAs在胎仔的原位代谢损伤是引起发育毒性的主要原因;子代幼鼠对PAs毒性的敏感性远高于母鼠,PAs暴露对母肝无明显毒性,但胎肝和哺乳期子代肝脏损伤严重;体外代谢显示,出生后仔鼠肝微粒体对两种PAs尤其是RTS的代谢远远高于母肝,证实PAs引起母、子肝毒性的差异很可能源于两者表达的CYP3A亚型不同。而胎鼠体外和体内PAs代谢结果均显示弱于母鼠,胎盘出现了明显损伤,提示胎盘损伤、胎肝原位代谢损伤和未发育成熟胎肝对PAs毒性更敏感可能共同造成了PAs对胎鼠肝毒性更显著。但人母子特异性CYP3A亚型对PAs代谢没有明显差别。此外我们发现PAs对胎仔的发育毒性具有性别差异,雄激素和孕烷X受体交互作用可能是造成雄性CYP3A表达降低的主要原因。根据流行病学调查和动物实验提示,妊娠期肝内胆汁淤积母亲与子代成年后代谢综合征发病显著相关,很可能源于宫内的糖脂代谢改变。本研究发现PAs能导致妊娠期母鼠血胆汁酸水平升高,造成母鼠高血脂和胎仔血脂异常,主要原因为胎盘对脂质转运增加和胎肝脂代谢的编程改变。本项目结果深入阐明了PAs的发育毒性机制,提出母血PAs作为胎儿暴露生物标志物的可能性;从代谢角度揭示了PAs毒性的母胎(子)差异和性别差异及其机制;同时提示孕期PAs暴露除了能造成发育迟缓、肝毒性等近期发育毒性效应,还可能具有致子代成年后代谢综合征的远期毒性效应。以上结果为加深对PAs毒性作用的认识,探究PAs所致胎源性疾病提供了实验数据,并有助于早期诊断和预防PAs所致的发育毒性。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
吡咯里西啶生物碱毒性作用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国药物警戒
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙潇翔;向娥;汪晖;郭喻
  • 通讯作者:
    郭喻
Prenatal Food Restriction with Postweaning High-fat Diet Alters Glucose MetabolicFunction in Adult Rat Offspring
产前食物限制和断奶后高脂肪饮食改变成年大鼠后代的葡萄糖代谢功能
  • DOI:
    10.1016/j.arcmed.2017.01.002
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Arch Med Res
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiao D;Kou H;Zhang L;Guo Y;Wang H
  • 通讯作者:
    Wang H
Maternal-Fetal Disposition and Metabolism of Retrorsine in Pregnant Rats
妊娠大鼠逆转录碱的母胎处置和代谢
  • DOI:
    10.1124/dmd.117.079186
  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
    DRUG METABOLISM AND DISPOSITION
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li, Xia;Yang, Xiaojing;Wang, Hui
  • 通讯作者:
    Wang, Hui
孕期尼古丁暴露所致成年雄性子代大鼠肝脏CYP同工酶及抗氧化酶变化
  • DOI:
    10.14188/j.1671-8852.2016.01.004
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    武汉大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何靓;郭喻;李镜清;纪振宇;黄民;汪晖
  • 通讯作者:
    汪晖

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其他文献

妊娠状态下大鼠肝脏外源物代谢功能的改变
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    武汉大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭喻;肖凤琴;潘晓靓;李婧婷;汪晖;王婷
  • 通讯作者:
    王婷
孕期尼古丁暴露对高脂饮食子代大鼠糖代谢的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    公共卫生与预防医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴茵;汪晖;郭喻;肖笛;徐焱成
  • 通讯作者:
    徐焱成
母乳成分改变影响子代脂肪肝发生的研究进展
  • DOI:
    10.13376/j.cbls/2021012
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生命科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭麒;许珂铨;戴永国;汪晖;郭喻
  • 通讯作者:
    郭喻
细胞色素P450氧化还原酶在发育中的作用
  • DOI:
    10.14188/j.1671-8852.2018.0587
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    武汉大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴永国;戴永国;赵艳娟;赵艳娟;汪晖;汪晖;郭喻;郭喻
  • 通讯作者:
    郭喻
孕期咖啡因暴露致子代大鼠高脂饮食下胰腺形态和糖代谢功能改变
  • DOI:
    10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2019.09.08
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国医院药学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    桂淑霞;寇皓;郭喻;吴东方;汪晖
  • 通讯作者:
    汪晖

其他文献

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郭喻的其他基金

PXR介导哺乳期倒千里光碱暴露致成年子代脂肪肝的编程机制
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  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
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糖皮质激素编程子代CYP3A表达改变及其药代动力学意义
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    81773812
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
胎肾上腺CYP3A介导吡咯双环生物碱类发育毒性的代谢损伤机制
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  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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