P糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)屬于ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體(ATP Binding Cassette,ABC)蛋白家族,是一種ATP依賴性的跨膜外排轉(zhuǎn)運蛋白,在人體中主要由多藥耐藥基因(multi-drug resistance 1,MDR1)又稱為ABCB1基因編碼。P-gp與多藥耐藥和藥物相互作用(drug-drug interactions,DDI)都有關(guān),美國、歐洲和中國的藥品監(jiān)管部門相繼出臺指導(dǎo)原則,將轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)的DDI研究列為評價新藥安全性和有效性的重要指標(biāo),也明確指出應(yīng)通過體外研究評估在研藥物是否為P-gp的底物、抑制劑和誘導(dǎo)劑,為體內(nèi)研究提供參考;谝陨闲枨,IPHASE/匯智和源繼成功構(gòu)建SLC轉(zhuǎn)運體細(xì)胞,包括OATP1B1、OATP1B3、OAT1、OAT3、OCT2、MATE1和MATE2-K后,近期又成功構(gòu)建國內(nèi)首家P-gp轉(zhuǎn)運體膜囊泡,助力新藥研發(fā)。
P-gp簡介
P-gp是藥物發(fā)現(xiàn)中最為熟知的外排轉(zhuǎn)運體,可從多種細(xì)胞中排出化合物,最早于1976年由研究人員首先在秋水仙堿耐藥的中國倉鼠卵巢(CHO)細(xì)胞株的質(zhì)膜上發(fā)現(xiàn),是第一個被克隆的ABC轉(zhuǎn)運蛋白。
在人體中,P-gp最初被認(rèn)為是導(dǎo)致急性髓系白血病多藥耐藥(multi-drug resistance,MDR)的外排轉(zhuǎn)運蛋白,后來逐步發(fā)現(xiàn)它存在于多種組織細(xì)胞中,如全身各種上皮細(xì)胞、肝 細(xì)胞、腎細(xì)胞,在血液細(xì)胞和免疫細(xì)胞上也有表達(dá)。P-gp主要主動運輸各種疏水化合物,包括小分子化合物、生物堿、以及各種天然或人工合成的有毒物質(zhì)。
P-gp 由1280個氨基酸殘基組成,由于糖基化程度的差異,分子量在130~190 kDa之間。P-gp分子包括N端和C端兩個同源片段,每個片段各有6個疏水性跨膜區(qū)(transmembrane domain, TMD)和1個親水性的ATP結(jié)合區(qū)(nucleotide binding domain, NBD)。這些跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)與中性或帶正電的親脂性藥物結(jié)合,激活了P-gp的 ATP 酶活性,2個ATP水解釋放的能量供轉(zhuǎn)運 1個藥物分子,將藥物直接從脂質(zhì)雙分子層轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外,降低藥物的細(xì)胞內(nèi)濃度,從而導(dǎo)致多藥耐藥。
圖1 P-糖蛋白結(jié)構(gòu)
P-gp轉(zhuǎn)運的研究模型
目前,體外評估由ABC轉(zhuǎn)運體引起的DDI模型主要包括膜囊泡系統(tǒng)、基于極化細(xì)胞的雙向轉(zhuǎn)運系統(tǒng)以及“三明治”培養(yǎng)肝細(xì)胞。
2.1 膜囊泡系統(tǒng)
膜囊泡系統(tǒng)是研究在研藥物是否為P-gp的底物和抑制劑的最常用的模式。膜囊泡可通過感染昆蟲細(xì)胞(如Sf9或Sf21),或轉(zhuǎn)染哺乳動物細(xì)胞(如HEK293、HeLa、V79或MDCK)等進(jìn)行制備。囊泡外翻后,原本表達(dá)在胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運體將被外翻至囊泡外,與藥物共孵育時,藥物直接作用于外翻轉(zhuǎn)膜上的轉(zhuǎn)運蛋白,轉(zhuǎn)運蛋白可以將藥物轉(zhuǎn)運到囊泡內(nèi),可檢測藥物的吸收而非外排,即測定囊泡內(nèi)藥物含量即可反應(yīng)轉(zhuǎn)運體對藥物的作用。該模型不但具有操作簡便,無需進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的優(yōu)點,更主要的是如果化合物分子量大,不易透過細(xì)胞膜時,細(xì)胞模型將無法研究藥物的轉(zhuǎn)運機(jī)制,而外翻膜囊泡模型則不受化合物滲透性的影響。
圖2 膜囊泡系統(tǒng)的作用機(jī)理
2.2 基于極化細(xì)胞的雙向轉(zhuǎn)運系統(tǒng)
基于極化細(xì)胞的雙向轉(zhuǎn)運系統(tǒng)是指能夠自發(fā)極化形成完整細(xì)胞單層的細(xì)胞系,如Caco-2、MDCK、LLC-PK1等。將細(xì)胞接種在Transwell小室上,培養(yǎng)至形成完整的極化細(xì)胞單層,將受試藥物添加到單層細(xì)胞的頂端(apical,AP)或基底側(cè)(basolateral,BL),測量滲透入接收室中的藥量,根據(jù)AP→BL(吸收)和BL→AP(流出)兩個方向上的表觀滲透系數(shù)(apparent permeability coefficient,Papp)計算外排率(efflux ratio,ER),評價化合物是否為該ABC轉(zhuǎn)運體底物。此外,通過測量探針底物在BL→AP方向的凈流量或ER值的變化,也可以進(jìn)行化合物對特定轉(zhuǎn)運體抑制作用的評估。
2.3 三明治培養(yǎng)肝細(xì)胞
肝細(xì)胞中除了含有豐富的藥物代謝酶,還表達(dá)多種重要的轉(zhuǎn)運體。三明治培養(yǎng)是將肝細(xì)胞培養(yǎng)于兩層膠原之間,底層為鼠尾膠使肝細(xì)胞貼壁,上層為Matrigen膠使其形成肝板樣結(jié)構(gòu)。培養(yǎng)幾天后,肝細(xì)胞形成完整膽小管網(wǎng)絡(luò)并同時保持緊密連接,且肝臟轉(zhuǎn)運體正常表達(dá)并定位于恰當(dāng)?shù)哪^(qū)域,可用于轉(zhuǎn)運體功能研究。
IPHASE轉(zhuǎn)運體產(chǎn)品
作為體外研究生物試劑引領(lǐng)者,IPHASE以HEK293為載體,成功構(gòu)建轉(zhuǎn)染重組P-gp轉(zhuǎn)運體,并通過特殊的手段制備成外翻膜囊泡,助力藥物轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)的DDI研究。
IPHASE技術(shù)人員以終濃度為1μM的他林洛爾(Talinolol)為底物,分別于ATP和AMP兩個不同的條件下與P-gp囊泡進(jìn)行孵育,通過LC-MS/MS檢測他林洛爾的轉(zhuǎn)運情況,結(jié)果顯示P-gp轉(zhuǎn)運體膜囊泡ATP組的轉(zhuǎn)運活性為AMP組的5.8倍,高于《藥物相互作用指導(dǎo)原則2020》規(guī)定的2倍,表明P-gp轉(zhuǎn)運體膜囊泡構(gòu)建成功!
圖3 他林洛爾轉(zhuǎn)運結(jié)果分析
除ABC轉(zhuǎn)運體囊泡P-gp外,IPHASE已成功推出全面匹配指導(dǎo)原則需求的SLC轉(zhuǎn)運體細(xì)胞及配套產(chǎn)品,供客戶自行選擇。同時,ABC轉(zhuǎn)運體囊泡BCRP也正在優(yōu)化中,敬請期待……
產(chǎn)品類別 |
產(chǎn)品名稱 |
規(guī)格 |
SLC轉(zhuǎn)運體 |
人OCT2 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人MATE2-K SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OAT1 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OAT3 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OATP1B1 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OATP1B3 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人MATE-1 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人MOCK/HEK293F細(xì)胞 |
8-10million |
轉(zhuǎn)運體輔助產(chǎn)品 |
優(yōu)選轉(zhuǎn)運體細(xì)胞培養(yǎng)基 |
30mL |
轉(zhuǎn)運緩沖液(pH7.4) |
50mL |
轉(zhuǎn)運緩沖液(pH8.0) |
100mL |
轉(zhuǎn)運緩沖液(pH8.4) |
100mL |
轉(zhuǎn)運HBSS Buffer(pH7.4) |
120mL |
多聚賴氨酸包被板96孔 |
96孔/1塊 |
多聚賴氨酸包被板48孔 |
48孔/1塊 |
多聚賴氨酸包被板24孔 |
24孔/1塊 |
多聚賴氨酸包被板6孔 |
6孔/1塊 |
參考文獻(xiàn):
[1]曾怡馨,蔣建東,孔維佳.P-糖蛋白抑制劑研究進(jìn)展[J/OL].中國藥理學(xué)通報,1-6[2024-10-14].
[2]雷燕,張建華,張明,等.P-糖蛋白抑制劑研究進(jìn)展[J].廣州化工,2016,44(06):27-30.
[3]楊慧瑩,趙麗,郭青龍.P-糖蛋白抑制劑的研究進(jìn)展[J].實用老年醫(yī)學(xué),2011,25(02):165-169.
[4]《藥物相互作用指導(dǎo)原則2020》
IPHASE/匯智和源憑借多年的研發(fā)經(jīng)驗,推出了多領(lǐng)域、多種類的高端科研試劑,為藥物早期研發(fā)提供篩選工具,為生命科學(xué)領(lǐng)域的探索提供新材料、新方法和新手段,為食品、藥品、化學(xué)品等的遺傳毒性研究提供便捷產(chǎn)品,望廣大科研工作者來電咨詢,咨詢熱線400-127-6686。
發(fā) 文 章 得 獎 勵
凡使用本公司產(chǎn)品,在國內(nèi)及國際刊物上發(fā)表論文(論文發(fā)表日起一年內(nèi)),并注明產(chǎn)品屬于IPHASE BIOSCIENCES Co.,Ltd. / 匯智和源生物技術(shù)(蘇州)有限公司所有,即可申請獎勵。根據(jù)發(fā)表刊物影響因子不同,給予不同金額獎品:
非SCI論文及IF≤5分,500元禮品;
5分<IF≤8分 800元禮品;
8分<IF≤10分 1000元禮品;
IF≥10分 2000元禮品;
注:①禮品卡也可兌換同等金額產(chǎn)品購買抵用券;
②如遇我司公司名稱書寫不規(guī)范或不是第一作者
等情況,對應(yīng)給予獎品金額將發(fā)放50%;
活動多多,禮品豐厚,快來參與吧!
關(guān) 于 我 們
匯智和源,致力于為創(chuàng)新藥研發(fā)企業(yè)及生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu)提供高品質(zhì)的生物試劑,IPHASE為公司核心品牌,品牌宗旨“Innovative Reagents For Innovative Research”。