研究表明肝脏是有机锡抗癌化合物的主要毒性靶器官,但毒性机制至今仍不明确。本项目以有肝脏毒性的抗癌化合物DBDCT为研究对象,通过HPLC-MS研究其在肝微粒体、肝细胞、重组CYP450酶和大鼠体内的代谢转化及肝脏中的蓄积,阐明浓度水平与毒性作用的关联,探讨毒性作用的化学物质基础;通过体外细胞培养和在体动物两条途径研究肝脏毒性机制,应用蛋白组学技术对DBDCT作用前后蛋白质表达谱进行差异分析,采用双向凝胶电泳分离蛋白,经图像分析后选取差异蛋白斑点进行MALDI-T0F-MS和ESI-MS鉴定,获取肽质量指纹图谱和序列信息,差异蛋白质作为DBDCT及其代谢物的新作用靶标,从中筛选特异性蛋白作为毒性评价生物标志物,进一步阐明DBDCT引起机体蛋白质翻译后修饰如磷酸化、硝基化以及氧化应激导致的羰基化等。对于揭示有机锡抗癌化合物的肝脏毒性机制、低毒性有机锡抗癌化合物设计和结构优化具有重要意义。
Organotin compound;Cytochrome P450 3A;Proteomics;Liver;Toxic mechanisms
毒理学研究表明,DBDCT致小鼠体重、肝脏重、肝脏系数等随剂量增加而降低,多发灶状/片状肝细胞损伤坏死,嗜酸性变,核固缩,累及细胞膜和线粒体使AST和ALT释放至血液增多。通过体外细胞培养和在体动物两条途径,采用HPLC、HPLC-MS、AAS、Western blot、荧光定量PCR等方法研究DBDCT在肝微粒体、肝细胞、重组CYP450酶、大鼠肝脏的代谢转化,发现DBDCT对肝微粒体CYP3A代谢酶有显著抑制作用,正是该抑制作用使DBDCT原药及其代谢产物(已鉴定出20余种)在大鼠肝脏及其他组织器官蓄积从而导致其较强的毒副作用。但是,文献报道PXR和CAR是CYP3A基因表达调控的关键转录因子,二者均能够与CYP3A基因启动子区域应答元件XRE相结合激活CYP3A基因的转录,本项目瞬时转染报告基因实验也证实DBDCT通过核受体PXR和CAR对CYP3A代谢酶起诱导作用。通过DBDCT对CYP3A代谢酶的抑制作用和DBDCT通过核受体PXR和CAR对CYP3A代谢酶的显著诱导作用这两个相反的结论,可以推断DBDCT不只参与核受体PXR和CAR诱导CYP3A代谢酶,同时参与其它信号转导通路或者其它作用机理抑制CYP3A代谢酶的表达,核受体PXR和CAR的诱导作用与其他抑制作用机制的竞争最终导致CYP3A代谢酶被抑制。锡经常被作为食品添加剂、稳定剂和保鲜剂,极易随着食物链进入生物体产生毒副作用,故探索DBDCT导致CYP3A代谢酶抑制的作用机理是目前解决有机锡类物质毒性作用的最关键环节,是急需进一步证实的关系到民生的关键科学问题。另外,应用蛋白组学技术对DBDCT作用前后蛋白质表达谱进行差异分析,采用双向凝胶电泳分离肝细胞、大鼠肝脏组织细胞膜与细胞器以及细胞核蛋白等部位作用的靶蛋白47个,已鉴定的靶蛋白34个,为逐步完善该化合物致肝脏毒性生物标志物和抗癌活性作用靶点的筛选提供了蛋白质数据库。其中,Trx1、DJ1、p-JNK和p-P38等蛋白表达呈现明显的时效与量效关系,推测DBDCT干预后,Trx1作为一个毒性标志物参与了抗氧化应激的作用,同时作为氧化应激的伴侣蛋白,DJ1、p-JNK和p-P38被激活,Trx1失去了与ASK1的结合能力使ASK1游离,而DJ1不能与死亡蛋白Daxx结合,Daxx与ASK1发生结合,最终激活p-JNK和p-P38导致细胞凋亡。