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CYP3A在人类胆汁酸宿主-肠道微生物协同代谢中的生物学功能研究及其药物代谢组学转化探究

批准号:
82073921
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
兰轲
依托单位:
学科分类:
药物代谢与药物动力学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
兰轲

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
内源性代谢通路和外源性药物代谢途径的相似性或重叠性,即是药物代谢组学实现个体化用药的重要理论基础,也是药物代谢领域的基本科学问题。本项目根据宿主-肠道微生物协同代谢中肠道细菌合成代谢物的“外源性”特性,在申请人团队已发现CYP3A4/3A7专属性催化去氧胆酸氧化为三级胆汁酸的代谢通路基础上,针对CYP3A生物学功能的科学问题,提出了“CYP3A是宿主代谢处置肠道菌群合成次级胆汁酸的特异性机制”的假说。由此,本项目拟系统开展CYP3A在人类胆汁酸宿主-肠道微生物协同代谢中生物学功能相关的胆汁酸组学研究和体外代谢研究,阐明人类主要次级胆汁酸经CYP3A氧化代谢为三级胆汁酸及随后的硫酸化与葡萄糖醛酸化结合代谢位点、专属性和动力学特征;然后选择与次级胆汁酸代谢通路高度重叠的典型探针药物进行CYP3A药物代谢组学的概念验证性探究,以期发展出表征CYP3A功能的原创性胆汁酸生物标志物和模型。
英文摘要
A pivotal biochemical basis for pharmaco-metabolomics is founded on the shared pathways of endogenous and exogenous metabolism. Underlying the shared pathways, there exists a long-standing fundamental question in drug metabolism: “the xenobiotics metabolizing system is part of intermediary metabolism or is a separate system for detoxifying foreign compounds?”. Current ear of systems biology and metagenomics have provided a new vision to reconsider functional biology of drug metabolism in host-gut microbial metabolic interactions. Gut microbiota colonizes and develops after birth, developing important host-gut microbial co-metabolism that is closely associated health and diseases. Interestingly, the bacteria-synthesized small molecule metabolites are “endogenous” to the host-gut microbial symbiote, however, are definitely “exogenous” to the host genome. It is therefore proposed that human genome has evolved a specific system in response to the “exogenous” metabolites synthesized by gut microbiota, and the specific system might be what we know as drug metabolism. Based on the hypothesis, this work focuses on functional biology of CYP3A in detoxifying gut bacteria-synthesized secondary C24 bile acids (BAs). Following our recently identified CYP3A4/3A7-catalyzed tertiary stereoselective oxidation pathways of deoxycholate species, this project aims to systematically investigate the functional roles of CYP3A in disposing primary, secondary and tertiary BAs in human. The characterized specific reactions will be preliminarily tested in transitional pharmaco-metabolomic studies to validate their marker efficacies to predict the exposure and clearance of probe drugs disposed in similar pathways. This project will substantially improve our understanding of the inherent functional biological roles of CYP3A, the most important members of drug metabolizing enzymes. New findings obtained in this study will creatively help the development of novel functional biomarkers of CYP3A activities in the ear of precise medicine.
在本项目资助下,申请人得以潜心在药物代谢与胆汁酸代谢的交叉领域开展研究,在学术研究和产业技术转化两个方面均取得了良好的业绩。在学术研究方面,率先建立了人类胆汁酸代谢结构多样性深度解析的液相色谱-质谱联用技术,通过化学合成构建了包括人类三级胆汁酸在内的完整的胆汁酸标准物质库。以此为基础,一方面开发了覆盖人类初级-次级-三级胆汁酸代谢轴的定量胆汁酸组检测方法,系统呈现了健康成人的初-次-三级胆汁酸代谢稳态特征,以及尚未定植肠道菌群的新生儿通过初级胆汁酸氧化后经肾排泄的独特模式;另一方面系统阐明了由重要药物代谢酶CYP3A选择性催化的去氧胆酸(DCA)三级氧化代谢通路,发明了用于胎儿特征性CYP3A7活性检测的特异性探针反应:DCA的19-位氧化反应,阐明了人、犬、猴、大鼠和小鼠三级胆汁酸代谢的种属差异,揭示了人犬共有的跨种属CYP3A特异性探针反应:DCA的1β-和5β-氧化反应,最终实现了利用DCA的1β-和5β-氧化代谢比例预测犬体内CYP3A代谢活性的非临床概念验证,系列研究成果有望转化为临床药物相互作用风险评估和临床个体化给药剂量设计的原创技术。在产业技术转化方面,响应国家自主创新战略需求,经单位批准于2020年兼职创办成都赛璟生物医药科技有限公司,在学术研究助力下攻克了熊去氧胆酸生物等效性评价的技术壁垒,创仿制药研发效率纪录地完成了高难度卡脖子品种熊去氧胆酸胶囊和儿童急需品种熊去氧胆酸口服混悬液的研发。熊去氧胆酸胶囊获批上市后于2023年中选第8批国家药品集中采购,打破了进口垄断,减轻了用药负担,惠及数十万中国患者,临床口碑优秀,年销售近2亿元;熊去氧胆酸口服混悬液于2023年首仿申报,获批上市后将彻底解决我国患儿用药靠掰的临床问题。
CYP8B1催化胆汁酸合成中间体12位氧化代谢机理的应用基础研究
  • 批准号:
    82373945
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    兰轲
  • 依托单位:
CYP3A在人类胆汁酸宿主-肠道微生物协同代谢中的生物学功能研究及其药物代谢组学转化探究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    兰轲
  • 依托单位:
运用代谢组学技术系统研究乌头碱类镇痛药的体内活性/毒性代谢产物
  • 批准号:
    81302844
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    兰轲
  • 依托单位:
国内基金
海外基金