细胞色素P450酶基因多态性及其介导的药物性肝损伤研究进展_马葵芬
早泄基因多态性研究进展
早泄（Premature ejaculation , PE ）是最常见的男性性功能障碍疾病，对患者及其伴侣的生活质量有着严重影响。近年流行病学研究显示，PE 的患病率约为20%~30%[1]。Revicki 等[2]就PE 对患者及其伴侣的生活影响进行了一项多国参与的、大样本定量分析研究，显示PE 对各国患者及其伴侣的心理、性满意度及其他多方面的生活都有着严重的负面影响。目前研究认为早泄的发生发展与患者的心理性、行为性和生物性等多方面因素有关，并提出了PE 的心理学、神经内分泌学和神经生物学发病机制，但这些机制并不能揭示所有PE 患者的病因，因此进一步阐明PE 病因进而为更好治疗PE 提供思路具有重要意义。鉴于部分研究发现PE 还受到遗传因素的影响，最近一些研究开始关注PE 发病与基因多态性之间的相关性。本文旨在综述PE 基因多态性方面的发病机制的研究进展。 1943年Schapiro 首次提出PE 发病具有一定的遗传性，他发现PE 患者家庭的其他男性成员更易出现PE 。Waldinger 等[3]研究支持了上述观点，他发现PE 患者的一级男性亲属中PE 发病率可高达91%。最近研究表明在早泄发病的多种因素中，遗传因素占其中30%左右[4]。在PE 的最新分类中，PE 被分为4大类：原发性PE 、继发性PE 、自然变异性PE 和早泄样射精功能障碍。4种类型PE 的病因不尽相同，其中与遗传学关联最大的是原发性PE 。当前，对PE 发病的基因多态性研究主要集中在5-羟色胺（5-hydroxytryptamine ，5-HT ）相关基因和多巴胺相关基因上，在其他基因如催产素和后叶加压素相关基因方面也有一定报道。 一、PE 与5-HT 相关基因多态性 大量动物研究和人类研究表明5-HT 是射精活动中重要的神经递质，在射精过程中发挥着重要作用，其调控异常会导致射精加快或延迟。5-HT 相关基因也是PE 基因学发病机制研究中被研究得最多的基因。迄今发现至少有3个亚型的5-HT 受体即5-HT1A 受体、5-HT1B 受体和5-HT2C 受体参与射精活动的调控。5-HT1A 受体的激活可以加速射精，而5-HT2C 受体的激活则会延迟射精[3]。研究表明PE 与5 -HT 神早泄基因多态性研究进展 王俊龙 综述 李 铮 审校 上海交通大学医学院附属仁济医院泌尿外科 （上海 200127） 经传递降低有关，即5-HT1A 受体功能亢进和（或）5-HT2C 受体功能低下可导致PE 的发生[5]。 5-HTT （5-HT transporter ）是位于突触间隙的跨膜转运蛋白，为了防止突触后膜5-HT 受体的过度刺激，其能迅速地将5-HT 从突触间隙再摄取到突触前神经元，5-HT 在此进行代谢、失活，从而调控5-HT 作用的时间与强度。人类5-HTT 基因是由位于染色体17q12上的单基因SLC6A4所编码，其转录区域的多态性是由一44bp 长度的插入（‘ long allele ’ [L]）和缺失（‘ short allele ’ [S]）所致，表现出基因型为S/S 、L/S 、L/L 的多态性。5-HTT 不同的基因型转录活性亦不同，L 等位基因的转录活性明显高于S 等位基因，两者通过影响5-HTT 蛋白的合成与作用进一步调控5-HT 作用的时间及强度，相对于S 等位基因，L 等位基因可增加5-HTT 的表达和5-HT 的再摄取。 罗顺文等[6]对119例原发性PE 、60例继发性PE 和90例健康成年男性的5-羟色胺转运体基因连锁多态性区域（5-HT transporter gene-linked polymorphism, 5-HTTLPR ）基因进行分析、比较发现，原发性PE 组中S/S 基因型的频率明显高于健康对照组，L/S 基因型的频率明显低于健康对照组，S 等位基因出现的频率比健康对照组显著提高。进一步研究将PE 组按阴道内射精潜伏期（intravaginal ejaculation latency times ，IELT ）长短分成3组，发现各组间基因型和等位基因频率的差异并无统计学意义，提示5-HTTLPR 基因多态性可能并不影响PE 的严重程度。Ozbek 等[7]对70例PE 患者和70例正常成年男性的5-HTTLPR 基因型进行分析，得出了同样的结论。5-HTT 基因的L 、S 等位基因可以改变5-HTT 蛋白的表达从而导致其功能上的差异，L 等位基因的表达水平比S 等位基因高3倍，即5-HTT 基因启动子区的多态性可以影响5-HTT 的表达。由于S 纯合子与S 杂合子在功能上表现出的差异并不明显，从而推测出S 等位基因可能在转录中占主导作用[8]。Janssen 等[9]研究了89例原发性PE 患者和92例正常男性的5-HTTLPR 基因型，结果发现两组的L 、S 等位基因和基因型均无统计学差异，但在PE 患者组中Ｌ/Ｌ基因型者的IELT 明显短于S/S 、L/S 基因型者，因此认为5-HTTLPR 多态性与原发性PE 患者的
细胞色素P450的特性
细胞色素P450的特性及其研究进展 摘要：细胞色素P450是内质网膜上混合功能氧化酶系统的末端氧化酶，在生物体内分布广泛，主要催化机体内源和外源性物质在体内的氧化反应。在临床药物的生物学转化中，它参与大部分药物的生物氧化，因此具有重要的生物学意义。 关键词：细胞色素P450 特性机理功能 Characteristics of cytochrome P450 and its research development ABSTRACT: Being the terminal oxidase component of mixed function oxidase system in the membrane of endoplasmic reticulum, cytochrome P450 (CYP450) has been found in all living organisms and can catalyze the oxidation of a variety of endogenous and xenobiotic compounds. This article reviewed the mechanistic explorations on CYP450- catalyzed reactions , especially the recent investigations on the mechanism of ethanol oxidation catalyzed by CYP450, as well as those in CYP450 drug metabolism. Keywords cytochrome P450;structure; catalytic mechanism; function 前言 细胞色素P450是一组结构和功能相关的超家族基因编码的含铁血红素同工酶，主要存在于肝细胞平滑肌内质网内，由血红素蛋白、
P450综述
综述 细胞色素P4502C9酶参与的药物代谢及临床应用 摘要：细胞色素P450是一种重要的氧化代谢酶，参与多种重要药物的代谢。P450具有基因多态性，对药物的代谢呈现明显的差异，关于P4502C9的临床问题在药物的研究中也起到了至关重要的作用，本文主要综述了细胞色素P4502C9参与的药物代谢及其临床应用。 关键词：细胞色素P450、2C9、药物代谢、华法林、基因多态性 CYP2C9酶是CYP2亚族中含量最丰富的酶,也是人类第一个得到结晶和分析反应底物的CYP。CYP有特异的催化底物,主要由抗凝剂华法林(warfarin)、各种弱酸性药物如苯妥英(phenytoin)、甲苯磺丁脲(tolbutamide)、洛沙坦、托塞米,还有许多非甾体类抗炎药,如布洛芬、双氯芬酸和萘普生等。CYP2C9能转化或活化许多种药物、前致癌物、前毒物和致突变剂,催化约12%的临床常用药物，所以CYP2C9的活性在药物的代谢中占有非常重要的位置。尽管CYP 2C9在体内能促进或抑制这些药物的代谢,但是在正常人群却有明显的个体差异,这些差异可能是由于CYP2C9基因的表达或基因型的差别引起,特别是对一些治疗剂量范围较窄的药物,由于CYP2C9存在遗传多态性,在用药时必须考虑由于CYP2C9的基因多态性对药物代谢产生的不同影响,这样才能更好地保证用药的安全性[1] CYP2C9具有遗传多态性，在药物代谢方面的作用正在被越来越多的研究者所重视。甲苯磺丁脲是目前最常用的CYP2C9的探针药之一，用于检测人体内的CYP2C9酶活性。甲苯磺丁脲几乎由CYP2C9唯一途径催化，甲基羟基化形成羟基甲苯磺丁脲，随后进一步由醇和醛脱氢酶氧化形成羧基甲苯磺丁脲[2]。 1、细胞色素P4502C9酶参与的药物代谢 1.1、主要由细胞色素P4502C9代谢的药物 目前由CYP2C9代谢的药物主要有抗炎镇痛药、抗癫痫药、降血糖药等。其中，由CYP2C9代谢的抗炎镇痛药物主要有双氯芬酸、布洛芬、萘普生、吡罗昔康、甲芬那酸、氟比洛芬和吲哚美辛;抗癫痫药物有苯妥英和卡马西平;降血糖药物有甲苯磺丁脲、格列吡嗪、格列本脲
细胞色素P450
细胞色素P450 [摘要]：简要介绍了生物细胞色素P450分布的多样性、P450的功能、P450在不同领域的研究现状与进展。鉴于P450的研究无论在理论上探索生物的生理代谢、选择进化和生物与环境的关系方面，或在环境保护、农业生态、生物防治、作物基因工程和医药卫生等应用方面，都有广泛的实践意义，因此，应该受到更大的关注和重视。 [关键词]：细胞色素P450；生物；生理代谢；环境保护 通过体内的解毒酶来催化完成的代谢解毒作用是生物主要而常见的一种适应机制。解毒酶的种类很多，其中单加氧酶的作用最为重要。1954年发现兔肝微粒体对苯异丙胺有脱氨作用。随后人们注意到肝微粒体是多种外源化合物（如药物、毒物及类固醇）的氧化代谢发生部位。并且这些氧化代谢中普遍需要分子氧和NADPH，其共同特点是在作用物分子中加入一个氧原子，因此这些酶可称为单加氧酶或羟化酶和多功能氧化酶。 单加氧酶是一种多酶复合体。一般认为它由细胞色素P450、细胞色素b5、黄素蛋白—NADPH—P450还原酶、黄素蛋白—NADH—细胞色素b5还原酶和磷酯组成，它们共同组成电子传递体系。P450为整个酶系中的末端氧化酶，它不仅负责活化氧分子，同时负责与底物结合，并决定酶系底物的专一性，在整个酶系功能中起着关键的作用。 P450是1958年被发现的，它是一类以还原态与CO结合后在波长450nm处有吸收峰的含血红素的单链蛋白质。近年来，每年发表的有关P450的文章已超过2000篇。研究证实，动物、植物、微生物体内均存在P450，它们以氧活化成分参与各种各样的代谢反应，能代谢包括脂肪酸、甾类化合物、脂肪烃、芳香烃、杀虫剂和除草剂、药物、致癌物等多种化合物，由于该方面的研究涉及到生物化学、临床药物学、环境科学、健康科学、分子生物学等多个领域，因此成为生物技术领域中研究热点。 1 P450分布的多样性 1.1动物体内P450的分布 P450首先在哺乳动物的肝脏微粒体中发现。在同一动物的许多不同组织中都存在P450。哺乳动物的肝脏是P450含量最丰富的器官，它还主要分布在肺、皮肤、消化道、肾、肾上腺皮质和髓质、睾丸、卵巢、主动脉和血小板等部分。P450虽然在许多组织或器官中存在，但其分布具有一定的选择性。耿益民等人对大鼠的心肌组织与肝脏组织的P450含量进行测定，结果证明肝脏组织中的P450明显高于心肌组织[1]。 昆虫中存在P450的报道见于20世纪60年代。1967年，Ray首先在家蝇中确定P450的存在。相继在烟草天蛾中也发现了P450。目前证明，P450在蝗虫、按蚊、蜚蠊、北美黑尾风蝶等几十种昆虫中都有分布。昆虫的许多器官和组织，如中肠、脂肪体、马氏管甚至头壳中都有P450。家蝇的腹部微粒体中P450的含量最高。吴益东等人研究表明，棉铃虫六龄幼虫的不同组织中P450分布有明显差异，在中肠中含量最高，脂肪体中次之，体壁中最低[2]。 在其它动物中，研究较多的是淡水鱼类、海洋鱼类和贝壳类。Cristine Nasci等研究了P450在海洋鱼类中的分布。Briubo证明，鱼类的P450主要分布于肺、肾和鳃。而赤鲷鱼心肌中的P450含量明显低于肝脏。
基因多态性与铁代谢
E DITORIALS&P ERSPECTIVES I ron homeostasis, like other physiological processes, relies on precise and timely interactions between key proteins involved in either its uptake or release. At the core of this is hepcidin, a small acute phase antimi-crobial peptide that now also appears to synchronously orchestrate the response of iron transporter and regula-tory genes to ensure proper balance between how much dietary iron is absorbed by the small intestine or released into the circulation by macrophages.1Several studies suggest that there are strong genetic compo-nents that underlie hepcidin regulation beyond the usual suspects(i.e. infection, inflammation, erythropoiesis, hypoxia and iron), in a manner that could impinge on phenotypic differences in susceptibility to iron-over-load or anemia. Based on variation in hepcidin expres-sion phenotypes, new emerging data suggest that there are heritable regulatory polymorphisms within the pro-moter that are linked to diseases of iron metabolism. Here we provide a perspective of what factors could determine such variability, giving some insight into how gene-gene, gene-environment, gene-nutrient inter-actions and even circadian rhythms may contribute to hepcidin ex pression variation and diseases associated with such variation. Role of human genetics in hepcidin expression variation Susceptibility to diseases of iron metabolism is often due to inappropriate levels of hepcidin expression or fer-roportin resistance to its effects.2Evidence suggests that these diseases cannot be fully explained by mutations in susceptibility genes alone i.e. those intimately linked to iron metabolism since most of these genes may have no mutations at all. This is particularly true for hepcidin because only a few mutations have been identified in the human hepcidin gene yet there are large variations in iron and hepcidin levels between individuals.3-5In other words, there are heritable differences in hepcidin expression that may determine phenotypic variation in iron metabolism between individuals. This is because like most other genes, hepcidin does not express at the same levels or in the same temporal order in every indi-vidual, a phenomenon known as the genomics of gene expression or expression level polymorphisms.6 Hepcidin regulation: the story so far For a whole host of reasons, gene expression is invari-ably stochastic. Thus, a random population-sampling would reveal wide variations in gene expression profiles and in hepcidin levels. Variation in hepcidin expression may be sex ually dimorphic or it may depend on age, iron levels, and infection/inflammation or simply on time of day.For example, estradiol has been shown to repress hepcidin transcription in fish7suggesting that dif-ferences in the complement of sex hormones could induce some variation in hepcidin expression within and between the sexes; this may underlie variation in hep-cidin ex pression and liver iron loading between males and females.3-5, 7-9 Regulatory variation in hepcidin ex pression may be determined by polymorphic cis-acting, non-coding regions of the gene. Thus these regions are just as crucial to quantitative differences in its ex pression as point mutations within its open-reading frame (ORF) because some of these regions contain transcription factor-bind-ing sites. Trans-acting factors also determine hepcidin expression variation; these include transcription factors and iron regulatory or modifier proteins.2Structural vari-ation in the hepcidin gene i.e. gene dosage or copy num-ber polymorphism, inversions and insertions,10may also determine variability in its ex pression. We conjecture that where certain individuals inherit different copy numbers or structural variants of the hepcidin gene, there may be consequential variation in hepcidin expres-sion and iron absorption. Although conceptually possi-ble, this type of variation has not yet been identified. Cis-acting regulatory polymorphisms in hepcidin expression level variation A CCAAT-enhancer-binding protein (C/EBP) recogni-tion site within the hepcidin promoter provided the first evidence for cis-acting regulation of its ex pression by C/EBPα.11Subsequently, we showed that hepcidin expression was also regulated by Upstream Stimulatory Factor (USF) and c-Myc/Max through several E-box es with the consensus sequence CAnnTG (n is any other nucleotide); these are binding sites for the basic helix-loophelix leucine zipper family of transcription factors.12 Genes that are regulated through E-boxes including the Clock genes period,timeless and clock tend to be under cir-cadian rhythmic transcriptional control,13suggesting that hepcidin may also be transcribed in pulses. This may account for the wide diurnal variations in hepcidin expression5which may cause cyclical changes in iron levels. We also showed that single nucleotide polymor-phisms (SNPs) within the cognate promoters of the genes in different mouse strains could contribute to vari-ability in mouse hepcidin gene ex pression as some of these SNPs constituted USF binding sites.14Similarly hepcidin ex pression by STAT3 (Signal Transducer and Activator of Transcription 3) is thought to be mediated by the STAT response element (also referred to as inter-feron-γactivation sequence, GAS), TTCTTGGAA.15In support of the contribution of regulatory SNPs in hep-cidin expression variation and iron metabolism, Island et al.found a C>T polymorphism (underlined) in one of Genetic variation in hepcidin expression and its implications for phenotypic differences in iron metabolism Henry K. Bayele, and Surjit Kaila S. Srai Department of Structural and Molecular Biology, Division of Biosciences, University College London, London, UK. E-mail: kaila@https://www.wendangku.net/doc/678337382.html,. doi:10.3324/haematol.2009.010793
2015药物性肝损伤诊治指南
2015药物性肝损伤诊治指南 16 2015 10 25 DILI的诊断推荐意见 1.DILI临床诊断?前仍为排他性诊断，应结合?药史、临床特征和肝脏?化学指标动态改变的特点、药物再刺激反应、其他肝损伤病因的排除等进?综合分析。肝活检组织学检查有助于诊断和鉴别诊断。（1B） 2.推荐RUCAM因果关系评分量表作为临床实践中DILI临床诊断的应?量表。＞8分为极可能（Highly probable），6～8分为很可能（Probable），3～5分为可能（Possible），1～2分为不太可能（Unlikely），≤0分为可排除（Excluded）。（1B） 3.完整的DILI临床诊断应包括诊断命名、临床类型、病程、RUCAM评分结果、严重程度分级。（1B） 4.在??免疫性肝炎（AIH）基础上发?的DILI、药物诱导的AIH和伴有??免疫特征的AIH样DILI（AL-DILI）常难以鉴别。应详细采集?药史和分析??免疫指标，动态观察临床治疗应答及免疫抑制剂停药后的反应，必要时?肝组织学检查加以鉴别。（2C） 5.有基础肝病背景或存在多种肝损伤病因的患者，应?具有潜在肝毒性的药物时应注意更密切的监测。诊断DILI时应?分慎重，需排除原有肝病的发作和加重，仔细甄别肝损伤的最可能原因，以便正确治疗。（1B） DILI的治疗推荐意见 6.DILI的?要治疗措施是及时停?导致肝损伤的可疑药物，对固有型DILI可停药或减少剂量。（1A） 7.为避免贸然停药可能导致原发疾病加重的风险，FDA药物临床试验中的停药标准可供参考（出现下列情况之?）：（1）?清ALT或AST＞8U LN；（2）ALT或AST＞5U LN，持续2周；（3）ALT或AST＞3 ULN，且TBil＞2 ULN或INR＞1.5；（4）ALT或AST＞3 ULN，伴疲劳及消化道症状等逐渐加重，和/或嗜酸性粒细胞增多（＞5％）。（1B） 8.对成?药物性ALF和SALF早期，建议尽早选?N-?酰半胱氨酸（NAC）。视病情可按50～150 mg/(kg·d)给药，疗程?少3 d。（1A） 对于?童药物性ALF/SALF，暂不推荐应?NAC。（2B）
基因多态性分析
. 人基因多态性分析 一、实验目的 1. 了解基因多态性在阐明人体对疾病、毒物的易感性与耐受性、疾病临床表现的多样性以及对药物治疗的反应性中的重要作用。 2. 了解分析基因多态性的基本原理和研究方法。 二、实验原理 基因多态性（gene polymorphism）是指在一个生物群体中，同时存在两种及以上的变异型或基因型或等位基因，也称为遗传多态性（genetic polymorphism）。人类基因多态性对于阐明人体对疾病的易感性、毒物的耐受性、药物代谢差异及遗传性疾病的分子机制有重大意义；与致病基因连锁的多态性位点可作为遗传病的诊断标记，并为分离克隆致病基因提供依据；病因未知的疾病与候选基因多态性的相关性分析，可用于辅助筛选致病易感基因。 聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction—Restriction Fragment Length Polymorphism，PCR-RFLP)分析是一种常用的DNA分子标记。原理是通过PCR扩增获得目的基因。若目的基因存在等位变异（多态性），且变异正好发生在某种限制性内切酶识别位点上，使酶切位点增加或者消失，则酶切结果就会产生大小不同的片段，即片段长度多态性，再利用琼脂糖凝胶电泳分离，可呈现出多态性电泳图谱。若将患者与正常的多态性图谱比较，可确定是否变异。应用PCR-RFLP，可检测某一致病基因已知的点突变，进行直接基因诊断，也可以此为遗传标记进行连锁分析进行间接基因诊断。 三、器材与试剂 1. 器材 ⑴离心机。 ⑵DNA扩增仪。 ⑶电泳仪。 ⑷水平电泳槽。 ⑸紫外检测仪。 ⑹移液器。 2. 试剂 . . ⑴口腔拭子DNA抽提试剂盒。 ⑵琼脂糖。 ⑶1×TAE电泳缓冲液：980ml蒸馏水中加入50×TAE母液20ml。 ⑷50×TAE母液：Tris 121g，0.5M EDTA（pH8.0）50ml，冰醋酸28.55ml，定容至500ml。
细胞色素P450研究进展.
1.1细胞色素P450研究进展 1.1.1细胞色素P450 细胞色素P450(cytochrome P450或CYP,简称P450）是一个古老的以血红素为辅基的B族细胞色素蛋白酶基因超家族，广泛存在于细菌、真菌、植物以及动物等各种生物体内[1]，通常与质体、线粒体、内质网、高尔基体等细胞器膜结合。还原态P450与CO结合后在450nm处能检测到最大吸收峰，故命名为P450。因其能使疏水性分子插入一个氧原子而变得更具有亲水性或者活性，因此又称之为单加氧酶(mixed-function oxidase,简称MFO)[2]。P450酶系作为自然界中生物催化剂，它所催化的反应类型多样，最典型的反应是把分子氧还原为水的同时，将其中一个氧原子转移至底物形成产物，催化反应为[3]: RH+O2+NADPH+H+ROH+H2O+NADP+ 1958年，在大鼠肝微粒体中第一次发现P450。D.S Frear于1969年首次在棉花(Gossypium hirsutum L.)中发现了它的存在[4]。此后，大量的研究表明在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)[5]、小麦(Triticum aestivum L.)[6]、苜蓿(Medicago sativa L.)[7]、蓖麻(Ricinus communis L.)[8]等许多植物中也均有P450存在。P450酶系在植物中参与多种代谢反应，发挥重要的催化作用。 [1]Omura T(1999).Forty years of cytochrome P450.Biochem Biophys Res Commun,266(3):690~698. [2]Nelson D R,Kaymans L,Kamataki T,et al.P450superfamily:update
基因多态性及其生物学作用和医学意义
基因多态性及其生物学作用和医学意义一、基因多态性： 多态性（polymorphism）是指处于随机婚配的群体中，同一基因位点可存在2种以上的基因型。在人群中，个体间基因的核苷酸序列存在着差异性称为基因（DNA）的多态性(gene polymorphism)。这种多态性可以分为两类，即DNA位点多态性(site polymorphism)和长度多态性 (longth polymorphism)。 1.位点多态性：是由于等位基因之间在特定的位点上DNA序列存在差异，也就是基因组中散在的碱基的不同，包括点突变（转换和颠换），单个碱基的置换、缺失和插入。突变是基因多态性的一种特殊形式，单个碱基的置换又称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP), SNP通常是一种二等位基因（biallelic）或二态的变异。据估计，单碱基变异的频率在1/1000-2/1000。SNP在基因组中数量巨大，分布频密，检测易于自动化和批量化，被认为是新一代的遗传标记。 2. 长度多态性：一类为可变数目***重复序列（variable number of tandem repeats, VNTRS），它是由于相同的重复顺序重复次数不同所致，它决定了小卫星DNA （minisatellite）长度的多态性。小卫星是由15-65 bp的基本单位***而成，总长通常不超过20bp，重复次数在人群中是高度变异的。另一类长度多态性是由于基因的某一片段的缺失或插入所致，如微卫星DNA（microsatellite），它们是由重复序列***构成，基本序列只有1-8bp,如(TA)n及(CGG)n等，通常重复10-60次。长度多态性是按照孟德尔方式遗传的，它们在基因定位、DNA指纹分析，遗传病的分析和诊断中广泛地应用。 造成基因多态性的原因：1复等位基因（multiple allele）位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为等位基因（allele）。由于群体中的突变，同一座位的基因
细胞色素P450分子生物学研究
细胞色素P450分子生物学研究进展 饶勇曾振灵 （广东省兽药研制与安全性评价重点实验室，华南农业大学兽医药理研究室，广州，510640） 细胞色素P450 (cytochrome P450, CYP)是人、哺乳动物及一些昆虫体内参与各类药物、毒物及其它外来化合物代谢含血色素的酶系，具单加氧氧化特性，是微粒体混合功能氧化酶系的末端氧化酶，起着与底物结合以及从NADPH传递电子到NADPH- cytochrome P450还原酶的重要作用[1, 2]。随着分子生物学技术的发展，80年代以来，CYP新基因不断被克隆，其结构与表达调控，转基因细胞系以及单克隆抗体等研究进展迅速。 1 CYP基因的分离与鉴定 细胞色素P450是一个由结构和功能相关的基因超家族（superfamily）编码的同工酶所组成的超家族酶系，由多个基因家族（family）组成，每个基因家族又包含若干个基因亚族（subfamily）。根据Nebert的分类命名系统，CYP基因全序列同源部分<36%为家族标准，40%-65%为亚族界限，>97%则可以认为是等位变异基因[3，4]。现在已经发现，人类P450有16个基因家族31个亚家族[5]，哺乳动物有12个家族22个亚家族[6]，昆虫也已发现8个家族20个亚家族[7]。已在原核生物、植物及动物体内至少发现300余种P450同工酶[8]。 1985年Jaiswal等[9]第一次获得CYP1A1的cDNA克隆，经二恶英诱导，测定了人的CYP1A1完全的DNA和氨基酸顺序。Feyereisen等[10]获得第一个昆虫P450基因，被命名为CYP6A1。CYP6A1具有1629个核苷酸，其开放阅读框架为1530 bp，编码509个氨基酸的P450蛋白（Mr=56 738）。其氨基酸序列与哺乳动物CYP3家族只有27%的同源部分，表明昆虫存在一个独立的P450基因家族。Yamano等[11]利用大鼠2B1cDNA为探针从人肝脏的λgt11文库中克隆出了h2B1 cDNA。H2B1蛋白质含491个氨基酸残基，分子量56286，与鼠2B1蛋白有76%氨基酸序列相同，具有7-乙氧香豆素脱乙基活性。同时还克隆了h2B2cDNA 和h2B3cDNA。h2B2cDNA与h2B1cDNA 相比，在5'-端外显子4有一个明显的改变：缺失了29 bp而同时插入了44 bp的非同源DNA，此改变常发生在外显子3和4的结合处。h2B3cDNA和h2B1cDNA相比，其核苷酸和氨基酸的同源性分别为95%和93%。用体细胞杂交迹印方法确定人的CYP2B基因位于19号染色体上。1990年Yamano等[12]还克隆了CYP2A3，CYP2A3v，CYP2A4的cDNA，测序结果为在CYP2A3和CYP2A3v 间只有1个氨基酸不同，Leu160→His,是由于T488→A而引起的，另外两处核苷酸的变化是G60→A，G1645→C，属于无意义突变，说明CYP2A3v为CYP2A3的等位基因变化型。CYP2A4与CYP2A3和CYP2SA3v相比，氨基酸序列有94%相同。1990年Matsunaga等[13]测定了CYP2A1和CYP2A2，CYP2A1基因全长12835 bp，CYP2A2较CYP2A1长10 kbp，除位于第２号位长1.5 kbp和位于第５号位长12 kbp的内含子未测序外，CYP2A2 基因的序列都被测出。CYP2A1和CYP2A2都含有９个外显子，有93%的核苷酸序列相同。转录起点为CYP2A1上游的4544 bp及CYP2A2上游的5 529 bp处，两者都含典型的TATA箱但没有CCAAT箱。 在国内，董海涛等[14]采用RT-PCR技术特异性地扩增CYP1A1cDNA，为1.5 kbp大小，将此片段克隆至质粒pGEM-3Z并进行部分序列分析。结果显示克隆片段包含CYP1A1 DNA 5’端和3’端部分编码区及完整的编码区。吴健敏等[15]测得CYP2B6的3’端190 bp序列，与Yamano等[11]报道的序列相同。1995年Wang等[16]根据已知昆虫P450和哺乳动物CYP3在血红素结合位点附近的一段保守氨基酸序列设计探针，筛选棉铃虫(Heliothis zea)cDNA文库，获得了CYP6B2 cDNA。其编码504个氨基酸残基的P450
基因多态性
基因多态性 多态性（polymorphism）是指在一个生物群体中，同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型（genotype）或等位基因（allele），亦称遗传多态性（genetic polymorphism）或基因多态性。从本质上来讲，多态性的产生在于基因水平上的变异，一般发生在基因序列中不编码蛋白的区域和没有重要调节功能的区域。对于一个体而言，基因多态性碱基顺序终生不变，并按孟德尔规律世代相传。 基因多态性分类生物群体基因多态性现象十分普遍，其中，人类基因的结构、表达和功能，研究比较深入。人类基因多态性既来源于基因组中重复序列拷贝数的不同，也来源于单拷贝序列的变异，以及双等位基因的转换或替换。按引起关注和研究的先后，通常分为3大类：DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性。 DNA片段长度多态性DNA片段长度多态性（FLP），即由于单个碱基的缺失、重复和插入所引起限制性内切酶位点的变化，而导致DNA片段长度的变化。又称限制性片段长度多态性，这是一类比较普遍的多态性。 DNA重复序列多态性DNA重复序列的多态性（RSP），特别是短串联重复序列，如小卫星DNA和微卫星DNA，主要表现于重复序列拷贝数的变异。小卫星（minisatellite）DNA由15~65bp的基本单位串联而成，总长通常不超过20kb，重复次数在人群中是高度变异的。这种可变数目串联重复序列（VNTR）决定了小卫星DNA长度的多态性。微卫星（microsatellite）DNA 的基本序列只有1~8bp，而且通常只重复10~60次。 单核苷酸多态性单核苷酸多态性（SNP），即散在的单个碱基的不同，包括单个碱基的缺失和插入，但更多的是单个碱基的置换，在CG序列上频繁出现。这是目前倍受关注的一类多态性。 SNP通常是一种双等位基因的（biallelic），或二态的变异。SNP大多数为转换，作为一种碱基的替换，在基因组中数量巨大，分布频密，而且其检测易于自动化和批量化，因而被认为是新一代的遗传标记。 遗传背景知识遗传和变异各种生物都能通过生殖产生子代，子代和亲代之间，不论在形态构造或生理功能的特点上都很相似，这种现象称为遗传（heredity）。但是，亲代和子代之间，子代的各个体之间不会完全相同，总会有所差异，这种现象叫变异（variation）。遗传和变异是生命的特征。遗传和变异的现象是多样而复杂的，正因为如此，才导致生物界的多种多样性。
细胞色素P450与药物代谢的关系
细胞色素P450与药物代谢的关系 众所周知，药物的主要代谢场所是在肝脏内，药物在肝内所进行的生物转化过程，可分为两个阶段：1.氧化、还原和水解反应；2.结合作用。这两个阶段就是药物代谢通常所说的Ⅰ和Ⅱ相反应。 一、药物在肝脏内的代谢反应 Ⅰ相反应――药物通过氧化、还原和水解反应使多数药物灭活的过程，称为Ⅰ相反应。多数药物的Ⅰ相反应在肝细胞的微粒体中进行。是由一组药酶（又称混合功能氧化酶系）所催化的各种类型的氧化作用，使非极性脂溶性化合物（烃基及芳香基羟）产生带氧的极性基因（如羟基），从而增加其水溶性。 Ⅱ相反应――药物经过Ⅰ相反应后，往往要通过结合反应，分别与极性配体如葡萄糖醛酸、硫酸、甲基、乙酰基、巯基、谷胱甘肽、甘氨酸、谷酰胺等基因结合。这一过程成为Ⅱ相反应。通过结合作用，不仅遮盖了药物分子上某些功能基因，而且还可改变其理化性质，增加其水溶性，通过胆汁或尿液排出体外。 二、药酶 药物在肝脏内主要通过氧化、还原、水解和结合等反应进行代谢。在肝细胞微粒体内有1个氧化还原的酶系统，是由多种水解酶和结合酶组成。这个酶系统在生理情况下，可以促进生理活性物质的灭活和排泄，另一方面也可以促进药物代谢，所以又叫药酶。 三、细胞色素P450 细胞色素P450是药酶中的一种多功能氧化还原酶，它可以使药物的烃基及芳香基羟化，使硝基及偶氮化合物还原成氨基，因它的一氧化碳结合物的最大吸收峰在450nm处，故叫P450。药物代谢的Ⅰ相反应，主要在肝细胞的微粒体中进行，此过程系由一组混合功能氧化酶系所催化促进，其中最重要的是P450和有关的辅酶类。细胞色素P450是一种铁卟啉（红细胞血红素）蛋白，能进行氧化和还原。当外源性化学物质（药物）进入肝细胞后，在微粒体中与氧化型P450结合，形成一种复合物，经一系列反应，药物被氧化成为氧化产物。 1.细胞色素P450酶系的分类 细胞色素P450酶系也称CYP酶系实际上为同一家族的多种异构型。迄今为止，人类P450的基因已发现有27种，编码多种的P450。 1.1按基因族分类P450基本上分成至少4个基因族，又可进一步区分为不同亚族。其分类为CYP1，CYP2，CYP3和CYP4，按英语A、B、C……和阿拉伯数字1，2，3，……进一步分类。 1.2按功能分类人类的P450可分成二类。CYP1，2，3，主要代谢外源性化合物，如药物、毒物等，有交叉的底物特异性，常可被外源性物质诱导和抑制，在药物代谢过程中，其特异性差。CYP4则主要代谢内源性物质，有高度特异性，通常不能被外源性物质影响，此类P450在类固醇、脂肪酸和前列腺素代谢中起作用。 2. 人肝微粒体细胞色素P450酶的情况 参与人体药物代谢的P450酶主要有：CYP1A、CYP2C、CYP2D、CYP2E和CYP3A五大类。人肝微粒体内参与药物代谢的主要P450酶的含量，CYP3A4占52％，CYP2D6占30％。CYP3A 占成人肝中总CYP450酶的25％，临床中使用的60％药物经CYP3A代谢，CYP3A活性的高低，影响许多药物对患者的使用效果和毒性反应。 3. 细胞色素P450酶系对药物代谢的影响 由细胞色素P450酶系催化的Ⅰ相反应是药物体内代谢转化的关键性步骤，其可以影响药物的半衰期、清除率和生物利用度等许多重要的药物动力学特性。P450酶系具有的可诱导和可抑制的特性，许多化学物对P450酶可产生诱导或抑制作用，进而使某些P450酶的量和活性增加或活性明显降低，因此，一些外源性物质可影响P450酶对其底物的代谢活性，从而