花生四烯酸细胞色素P450代谢物在肾脏生理和疾病中的作用(英文)

肾脏疾病在全球范围内都是导致死亡的重要原因。肾脏微血管功能失调在肾病的发生与发展中发挥着不可忽视的作用。药理学和生物化学等领域的许多实验方法已被用来研究花生四烯酸的细胞色素P450 (cytochrome P450, CYP450)代谢物对肾脏微血管功能的调控作用。在肾脏中,CYP450表氧化酶代谢物环氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs)主要在肾脏微血管产生。EETs可以通过舒张血管、降低血压、抗细胞凋亡、抗炎等多个方面发挥肾脏保护作用。CYP450表氧化酶代谢物EETs可作为肾脏疾病的治疗靶点。然而,在肾脏发生疾病时,肾脏微血管产生EETs的能力会显著降低。近来,用转基因动物过表达CYP450表氧化酶或用可溶性环氧化物水解酶(soluble epoxide hydrolase, sEH)抑制剂也均证实增加EETs水平具有明显的肾脏保护作用。本综述将重点讨论花生四烯酸的CYP450代谢物EETs在肾脏生理及疾病状态下具体的调控机制。     

花生四烯酸细胞色素P450表氧化酶代谢物EETs的内源性心血管保护作用

花生四烯酸(arachidonic acid, AA)是生物体内最丰富的多不饱和脂肪酸,其代谢产物具有广泛的生物学活性。环氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs)是AA经细胞色素P450表氧化酶(cytochrome P450 epoxygenase, CYP450)代谢产生的内源性小分子化合物,近20年的研究表明EETs具有广泛的心血管保护作用,是重要的内源性心血管保护因子。EETs不仅可以改善不同病因导致的心脏重构,抑制心肌肥厚,减轻不同因素导致的心肌损伤,还能明显改善上述病理过程所导致的血流动力学紊乱和心功能损害。在血管保护方面,最早的研究证明EETs是一种内皮来源的超极化因子,可以通过作用于内皮细胞和平滑肌上的钙离子敏感通道而发挥血管舒张作用,随后研究发现,EETs可能有更多非超极化效应而产生降压、改善冠状动脉血供、调节肺动脉压力等作用。此外,EETs还具有显著的内皮保护效应,可以抑制内皮细胞的炎症反应和黏附作用,抑制血小板聚集,促进纤溶和血管的新生。EETs还能改善主动脉重构,包括抑制动脉粥样硬化、主动脉外膜纤维化和主动脉钙化。EETs心血管保护作用的分子机制是多方面的,EETs可通过调控多个信号通路从而调节不同病理生理环节,是一种多靶点内源性心血管保护因子。因此研究EETs在心血管系统中的生理和病理生理作用有利于阐明心血管疾病的内源性保护机制,为心血管疾病的防治提供新策略。本文综述了EETs的内源性心血管保护作用和机制,以期为该领域的转化研究提供新的思路。     

花生四烯酸细胞色素P450表氧化酶对凋亡内皮细胞Bcl-2表达、Caspase-3及MAPK活性的影响

花生四烯酸经细胞色素P450表氧化酶代谢产生的内皮来源超极化因子(EDHF)[表氧化二十烷烯酸(EETs)]对内皮细胞具有保护作用。研究了转染细胞色素P450表氧化酶基因CYPBM3·F87V、CYP2C11OR及CYP2J2产生内源性EETs,通过检测内皮细胞中Bcl-2表达、caspase-3的活性及MAPK磷酸化水平探讨内源性EDHF的内皮细胞保护效应及其抗TNF-α诱导内皮细胞凋亡的作用机制。原代培养的牛主动脉血管内皮细胞转染CYP450表氧化酶基因24h后,加入TNF-α作用一定时间诱导内皮细胞凋亡,用Western印迹方法检测Bcl-2的表达,MAPK磷酸化水平,同时测定caspase-3的活性。结果显示转染表氧化酶基因能抑制TNF-α诱导的时间依赖性Bcl-2下调,抑制Caspase-3的激活。TNF-α使细胞内磷酸化MAPK水平呈时间依赖性减低,转染表氧化酶基因后细胞内的磷酸化MAPK水平较对照组升高。因此,转染表氧化酶基因CYPBM3·F87V、CYP2C11OR以及CYP2J2使内皮细胞产生内源性EETs(EDHF)通过激活MAPK(ERK1/2)途径,抑制抗凋亡基因Bcl-2的降解,抑制caspase-3的激活,从而抑制TNF-α诱导的内皮细胞凋亡,因而具有内皮保护效应。     

花生四烯酸细胞色素P450表氧化酶对凋亡内皮细胞Bc1-2表达、Caspase-3及MAPK活性的影响

花生四烯酸经细胞色素P450表氧化酶代谢产生的内皮来源超极化因子(EDHF)[表氧化二十烷烯酸(EETs)]对内皮细胞具有保护作用.研究了转染细胞色素P450表氧化酶基因CYPBM3·F87V、CYP2C110R及CYP2J2产生内源性EETs,通过检测内皮细胞中Bc1-2表达、caspase-3的活性及MAPK磷酸化水平探讨内源性EDHF的内皮细胞保护效应及其抗TNF-α诱导内皮细胞凋亡的作用机制.原代培养的牛主动脉血管内皮细胞转染CYP450表氧化酶基因24h后,加入TNF-α作用一定时间诱导内皮细胞凋亡,用Western印迹方法检测Bcl-2的表达,MAPK磷酸化水平,同时测定caspase-3的活性.结果显示转染表氧化酶基因能抑制TNF-α诱导的时间依赖性Bcl-2下调,抑制Caspase-3的激活.TNF-α使细胞内磷酸化MAPK水平呈时间依赖性减低,转染表氧化酶基因后细胞内的磷酸化MAPK水平较对照组升高.因此,转染表氧化酶基因CYPBM3·F87V、CYP2C11OR以及CYP2J2使内皮细胞产生内源性EETs(EDHF)通过激活MAPK(ERK1/2)途径,抑制抗凋亡基因Bcl-2的降解,抑制caspase-3的激活,从而抑制TNF-α诱导的内皮细胞凋亡,因而具有内皮保护效应.     

可溶性环氧化物水解酶在疾病中的作用

花生四烯酸经过细胞色素P450(cytochrome P450,CYP)表氧化酶途径生成环氧二十碳三烯酸(epoxy eicosatrienoic acid,EETs),具有扩张血管、降低血压、抗炎等多种生物学功能。在哺乳动物系统中的可溶性环氧化物水解酶（soluble epoxide hydrolase,sEH)具有α/β水解酶折叠结构,对环氧脂肪酸具有高度的选择性。sEH能够快速水解EETs,增加患心血管疾病的风险。目前,研究发现sEH抑制剂具有抑制sEH活性、提高EETs的含量的重要功能。 在多种疾病动物模型中应用sEH抑制剂或sEH基因敲除,证实sEH在心肌肥厚、糖尿病、高血压和肾病等疾病中发挥重要的生理作用。因此,sEH已被作为疾病治疗的新靶点而进行研究。本文就sEH的分布、作用机制以及sEH与疾病的关系等方面进行了讨论。     

表氧化二十碳三烯对eNOS磷酸化水平的影响及其相关信号转导通路

内皮源性一氧化氮合酶(eNOS)是一氧化氮(NO)参与的血管稳态调节过程中的关键酶. 多种体液因子和机械刺激都可以通过磷酸化修饰调节eNOS的活性, 但具体的信号转导通路因刺激物不同而异. 最近发现花生四烯酸细胞色素P450(CYP)表氧化酶代谢产物表氧化二十碳三烯(EETs)可以显著上调eNOS的蛋白表达并增强其活性, 但其分子机制尚不清楚. 通过在4代以内培养的牛主动脉内皮细胞中直接加入外源性EETs和转染CYP表氧化酶基因CYP2C11和CYPF87V, 并同时给予实验组不同信号转导抑制剂进行干预, 观察其对总的eNOS表达及其在Ser1179 和Thr497位点磷酸化水平的影响. 结果显示, 内外源性EETs均可以显著上调eNOS的蛋白表达并增强及其在Ser1179和Thr497位点的磷酸化水平; PI3K抑制剂LY294002可以阻断EETs对eNOS-Ser1179的磷酸化上调作用, 但它对eNOS-Thr(P)497并无影响, 而Akt抑制剂却可以抑制eNOS在这两个位点的磷酸化, 且这两种抑制剂都可以阻断EETs对eNOS的蛋白表达上调作用.结果提示: (i) EETs对eNOS的活性调节可能与PI3K/Akt所介导的eNOS-Ser1179和Akt所介导的eNOS- Thr497磷酸化水平改变相关; (ii) PI3K/Akt信号通路可能参与了EETs对eNOS的蛋白表达上调过程.     

细胞色素P450表氧化酶对肿瘤坏死因子诱导的内皮细胞凋亡的影响

目的研究细胞色素P450表氧化酶对肿瘤坏死因子诱导的内皮细胞(bovine aortic endothelial cells, BAECs)凋亡的影响.方法在原代培养的BAECs中,分别转染构建在腺相关病毒载体内的细胞色素P450表氧化酶基因2J2,2C11,F87V两周后,用肿瘤坏死因子(TNF-α)(10ng/ml)和放线菌素D(ActD)(5ng/ml)诱导内皮细胞凋亡,通过细胞形态学和流式细胞计数观察其凋亡变化,同时采用Western blot分析检测Bcl-2和P38和丝裂原激动蛋白激酶ERK的表达水平.结果与对照相比,转染细胞色素P450表氧化酶基因后BAECs 凋亡细胞数减少,Bcl-2表达增加, P38表达减低, ERK的磷酸化水平增加.结论细胞色素P450表氧化酶能明显的抑制肿瘤坏死因子诱导的BAECs凋亡,并可能通过上调Bcl-2、下调P38的表达水平和通过增加ERK的磷酸化水平发挥抗凋亡作用.     

地塞米松对从江香猪细胞色素氧化酶P450 3A29 mRNA表达的影响

从江香猪是全国稀有的微型猪种,其细胞色素氧化酶P450基因纯合度较高,遗传稳定,具备开发药物代谢动物模型的良好基础。本研究旨在应用实时荧光定量方法研究从江香猪细胞色素氧化酶P450 3A29 mRNA的组织分布及地塞米松对其表达的影响,并比较与人细胞色素氧化酶P450 3A4的相似性。结果表明,从江香猪细胞色素氧化酶P450 3A29 m RNA的组织分布特征及地塞米松对其诱导作用总体上与人体相似,从江香猪可用于人细胞色素氧化酶P450 3A4的诱导研究。     

花生四烯酸的细胞色素P450酶代谢途径产物EETs和20-HETE在血管功能调控中的作用

花生四烯酸(arachidonic acids, AA)广泛存在于生物体内,并可通过多种途径代谢成为具有强大生物学功能的脂质小分子。其中,经细胞色素P450酶代谢途径产生的环氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs)及20-羟基二十碳四烯酸(20-hydroxyeicosatetraenoic acid, 20-HETE)的作用备受关注,尤其是在血管稳态中的作用。血管功能调控是维持血管稳态的基础,主要通过对血管的结构和(或)生物学活性的影响而实现。近30年来,EETs及20-HETE在血管功能调控中的作用及机制被广泛研究。本文分别就EETs和20-HETE在血管新生和血管炎症反应等方面的研究进展逐一进行综述。总的来说,在生物学活性方面,EETs主要体现为舒张血管和抑制血管炎症,而20-HETE则可以促进血管收缩和血管炎症。两者在血管新生方面的作用类似,都可以促进血管新生。另外,本文还对EETs和20-HETE在常见的血管性疾病(如高血压和心肌缺血)中的作用进行了探讨,对其中的作用机制进行了分析和总结,并对基于EETs和20-HETE的血管性疾病靶向治疗提出了展望。     

细胞色素P450酶催化反应动力学研究进展

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.细胞色素P450种类的多样性、催化反应类型的多样性以及底物的广谱性使其成为自然界最具催化作用的生物催化剂.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.本文主要对细胞色素P450的催化反应机理,尤其是细胞色素P45催化下乙醇氧化的反应机理,及其在药代动力学方面的研究进行了综述.     

表氧化二十碳三烯对eNOS磷酸化水平的影响

内皮源性一氧化氮合酶(eNOS)是一氧化氮(NO)参与的血管稳态调节过程中的关键酶. 多种体液因子和机械刺激都可以通过磷酸化修饰调节eNOS的活性, 但具体的信号转导通路因刺激物不同而异. 最近发现花生四烯酸细胞色素P450(CYP)表氧化酶代谢产物表氧化二十碳三烯(EETs)可以显著上调eNOS的蛋白表达并增强其活性, 但其分子机制尚不清楚. 通过在4代以内培养的牛主动脉内皮细胞中直接加入外源性EETs和转染CYP表氧化酶基因CYP2C11和CYPF87V, 并同时给予实验组不同信号转导抑制剂进行干预, 观察其对总的eNOS表达及其在Ser¹¹⁷⁹ 和Thr⁴⁹⁷位点磷酸化水平的影响. 结果显示, 内外源性EETs均可以显著上调eNOS的蛋白表达并增强及其在Ser¹¹⁷⁹和Thr⁴⁹⁷位点的磷酸化水平; PI3K抑制剂LY294002可以阻断EETs对eNOS-Ser¹¹⁷⁹的磷酸化上调作用, 但它对eNOS-Thr(P)⁴⁹⁷并无影响, 而Akt抑制剂却可以抑制eNOS在这两个位点的磷酸化, 且这两种抑制剂都可以阻断EETs对eNOS的蛋白表达上调作用.结果提示: (i) EETs对eNOS的活性调节可能与PI3K/Akt所介导的eNOS-Ser¹¹⁷⁹和Akt所介导的eNOS-Thr⁴⁹⁷磷酸化水平改变相关; (ii) PI3K/Akt信号通路可能参与了EETs对eNOS的蛋白表达上调过程.     

CYP2J2*7SNP与心血管疾病相关性的研究现状

花生四烯酸的CYP450环氧化物酶(主要是CYP2C和2J亚家族)代谢物EETs具有心血管保护作用,包括血管扩张、抗炎、抗血栓、抗细胞凋亡、促进缺血组织平滑肌细胞生长及血管生成等作用。而基因多态性会导致酶活性的下降或酶合成量的减少,使得相应代谢物合成量减少,并可能与疾病的发生息息相关。因此科研工作者从基因出发,寻找疾病的易感基因,以期从分子水平治疗疾病。CYP450环氧化物酶基因突变的位点很多,仅就其花生四烯酸代谢产物之一EETs在心血管中的作用和CYP2 J2中一个普遍存在且具有功能意义的突变点G-50T(即CYP2 J2*7)单核苷酸多态性与心血管疾病关系的研究现状作一综述。     

细胞色素P450酶系与除草剂代谢

细胞色素P450是广泛存在于动物、植物和微生物体内的一类具有混合功能的血红素氧化酶系。它不但能够催化苯丙烷类、萜类化合物和脂肪酸等内源性物质的生物合成 ,而且参与许多外源性物质包括除草剂等的生物氧化。综述了代谢除草剂的细菌、哺乳动物和植物细胞色素P450酶系 ,概述了细胞色素P450酶系参与除草剂代谢的作用方式 :脱烷基化作用、环甲基化羟基化作用和芳环的羟基化作用等。这些细胞色素P450酶系在培育除草剂抗性作物、生物安全和生物修复方面表现出了巨大的潜能     

花生四烯酸细胞色素P450代谢途径在糖尿病中的作用研究进展

花生四烯酸(arachidonic acid,AA)是生物体内含量最丰富,其代谢产物最具生物活性的小分子物质之一.其代谢产物在众多生理及病理生理过程中发挥重要的调节作用.它们除参与细胞生长和分化、生殖和发育、体温及血压的维持等重要生理过程调节外,也在诸如炎症、疼痛、肿瘤、高血压、动脉粥样硬化等人类重大疾病的发生发展中发挥着极其重要的作用.AA及其代谢产物在糖尿病发生发展中的作用也逐渐引起关注,尤其是环氧化酶和脂氧酶代谢途径与糖尿病的关系研究较为广泛.花生四烯酸还可以经细胞色素P450途径产生表氧-二十碳三烯酸(EETs)和20-羟二十烷四烯酸(20-HETE).它们与糖尿病的关系研究甚少.近年来发现EETs和其水解酶与葡萄糖的吸收和胰岛素抵抗有关,20-HETE则参与糖尿病肾功能损伤和血管活性的改变.因而探讨花生四烯酸P450代谢途径对糖尿病的影响及其机制将有利于进一步阐明糖尿病的发病机理,为糖尿病的防治提出新的思路.本文就近五年有关花生四烯酸P450代谢途径与糖尿病关系的研究做一综述,以期为我国在该领域的研究提供新的方向.     

植物细胞色素P450基因的异源表达系统研究进展

细胞色素P450氧化酶是一类具有多种催化功能含血红素的氧化酶系。由于参与多种类型的氧化反应,在植物生命活动中有重要功能,其研究一直受到重视。自1990年第一个植物P450基因成功克隆以来,到2002年年底,已有600多个P450基因被克隆,有100多个基因在细菌、酵母、杆状病毒昆虫细胞等异源表达系统中成功表达并鉴定了功能。拟对植物P450的大肠杆菌、酵母、杆状病毒昆虫细胞表达系统的特点进行比较,对在各表达系统中成功表达并进行了功能鉴定的植物P450进行归纳,并对目前植物P450异源表达的现状和应用进行概述。     

细胞色素P450与除草剂代谢

细胞色素P450是广泛存在于生物中的一类具有混合功能的血红素氧化酶。P450对除草剂代谢的机制及反应类型是多样的,与除草剂代谢相关的P450基因的植物转基因研究得到了具有不同除草剂抗性的转基因植物。文章就这方面的研究进展作介绍。     

类二十烷酸代谢组学在心血管疾病研究中的应用与进展

类二十烷酸是一类由多不饱和脂肪酸代谢而成的脂质活性分子。近年来,类二十烷酸在心血管系统疾病中的作用和调控机制受到广泛关注。在哺乳动物体内,类二十烷酸主要由花生四烯酸和其他多不饱和脂肪酸经四种途径代谢生成,包括环氧化酶途径、脂氧化酶途径、细胞色素P450氧化酶途径以及自发氧化途径。由于类二十烷酸代谢调控呈现出高度复杂的网络特性,因此,代谢组学成为系统研究类二十烷酸代谢网络调控的有效策略。本文将对类二十烷酸的生物合成及其功能、类二十烷酸代谢组学的研究策略及其在心血管疾病中的应用和研究进展进行综述,以期为心血管系统生理过程调控机制提供理论基础以及为临床精准治疗提供新的思路和策略。     

艾氏剂环氧化酶及细胞色素P-450对小菜蛾抗药性发展的影响

本文对室内长期饲养的小菜蛾(Plutella xylostella L.)敏感品系和田间采集的抗性种群体内的艾氏剂环氧化酶及细胞色素P-450进行了比较研究。结果证明,艾氏剂环氧化酶在感性和抗性小菜蛾间存在着量及质的差异。 抗性种群的艾氏剂环氧化酶的Vmax和Km值分别为感性品系的5.4倍和6.5倍。抗性种群的细胞色素P-450的含量是感性品系的1.1-1.3倍。艾氏剂环氧化酶在量上及质上的差异及细胞色素P-450含量的提高是导致小菜蛾抗药性发生与发展的重要机制之一。而且质的差异较之量的差异可能起着更为重要的作用,     

利用杆状病毒Bac-to-Bac系统在Sf9细胞中表达真菌细胞色素P450nor

利用BactoBac杆状病毒载体表达系统将真菌细胞色素P450nor基因克隆至转移载体pFastBac1中, 得到重组质粒pFastBacP450nor, 再将其转化进入含穿梭载体Bacmid的受体菌DH10Bac中发生转座作用, 得到含P450nor基因的重组穿梭载体rBacmid pAcP450nor。分离提取重组Bacmid DNA, 并转染培养的昆虫细胞Sf9, 得到重组病毒rAcp450nor。经酶切和PCR 鉴定, 细胞色素P450nor基因正确地插入到病毒基因组的多角体蛋白基因启动子下, SDSPAGE分析证明：表达蛋白的分子量为43kD左右。Western blotting分析结果表明：有一条特定的杂交带存在, 且分子量相同（约43kD）。进一步证明了含有真菌细胞色素P450nor基因的重组表达载体和重组病毒构建成功,并在昆虫细胞Sf9中实现了高效表达, 经MTT法测定表达的细胞色素P450nor具有还原NO的生物学活性。     

棉铃虫6龄幼虫中肠与脂肪体微粒体P450酶系的比较

报道了棉铃虫6龄幼虫中肠和脂肪体微粒体P450酶系的组成与加单氧酶活性。与脂肪体微粒体相比,中肠策粒体具有更高的细胞色素P450,细胞色素b5和NADPH－细胞色素P450还原酶含量,表现出较高的艾氏剂环氧化酶和对－硝基苯甲醚O－脱甲基酶活性。SDS－PAGE电泳显示,中肠与脂肪体微粒体介于P450分子量范围内（45－60kDa)的蛋白图谱有所不同,反映出中肠和脂肪体微粒体蛋白组成存在差异。通过对－硝基苯甲醚O－脱甲基酶的动力学分析发现脂肪体微粒体的对－硝基苯甲醚O－脱甲基酶对底物有更强的亲和性,表明不同组织来源的P450同功酶存在质的不同。