Smásjár í efnaskipta stöðugleika: Hlutverk í umbroti I. áfanga og II. Stigs umbrot

Iphase Biosciences vörur

Smásjár eru undirfrumublöðrur sem eru unnar úr endoplasmic reticulum truflaðra frumna, fyrst og fremst lifrarfrumur (lifrarfrumur). Þau eru rík af lyfjum - Umbrotsensím, einkum frumur cýtókróm P450 (CYP), sem gegna lykilhlutverki í oxunarumbrotum ýmissa efnasambanda. Greiningar á efnaskipta stöðugleika með því að nota smásjár eru ómissandi í þróun lyfja snemma vegna þess að þær hjálpa til við að spá í lyfjahvörf in vivo. Með því að mæla hraða efnaskipta in vitro geta vísindamenn áætlað eðlislæga úthreinsun og framreiknað þessar niðurstöður til að sjá fyrir sér hvernig lyf gæti hagað sér hjá mönnum. Slíkar prófanir auðvelda ekki aðeins skimun á fjölmörgum efnasamböndum á háan - afköst hátt heldur hjálpa einnig til við að bera kennsl á efnaskiptaferli og mögulegar milliverkanir lyfja. Samsetning smásjár úr ýmsum vefjum gerir kleift að umfangsmikla skilning á bæði lifrar- og utanheilbrigði, sem skiptir sköpum til að hámarka lyfjahönnun og tryggja öryggi fyrir klínískar rannsóknir. Algengu smásjárnar íStöðugleiki umbrotsGreining felur í sér:Lifrar smásjár, Intesine Microsome/Intestinal Microsome, Lung Microsom.

Lifrar smásjár

Lifrar smásjáreru sérstaklega ríkir af cýtókróm P450 ensímum og skyldum oxunarúrköstum. Mikið ensím innihald þeirra gerir lifrar smásjár að ákjósanlegu líkaninu til að meta efnaskipta stöðugleika. Meðan á prófun stendur er lyfjaframbjóðandi ræktað með lifrar smásjár í viðurvist nauðsynlegs samverkandi eins og NADPH, og fylgst er með tíðni móðurefnasambandsins með tímanum. Upplýsingarnar, sem fengnar eru úr þessum tilraunum, eru notaðar til að reikna út eðlislæga úthreinsun, mikilvægur færibreytur sem hjálpar til við að spá fyrir um hversu fljótt getur verið útrýmt lyfi in vivo. Vegna þess að hægt er að sameina lifrar smásjár frá mörgum gjöfum, veita þeir áreiðanlegt og fjölföldunarkerfi sem lágmarkar breytileikann sem felst í líffræðilegum kerfum.

Microsomes í þörmum/ þörmum

Smásjár í þörmum, stundum líka þekkt semMíkrósóm í þörmum, þó að það sé minna mikið af efnaskiptaensímum samanborið við hliðstæða lifrar, eru jafn mikilvægir í tengslum við fyrstu - framhjá umbrotum. Eftir gjöf til inntöku verður lyf að fara í gegnum þörmumvegginn þar sem það getur farið í verulegan ensím umbreytingu áður en hún nær altæka blóðrás. Efnaskiptavirkni í smásjár í þörmum getur haft mikil áhrif á aðgengi lyfsins og gögn sem fengin eru úr þessum prófum eru nauðsynleg til að þróa aðferðir til að vinna bug á for - kerfisbundnum umbrotum.

Húðmík

Skinn Smásjáreru framleidd úr húðvef og sýna lyf - umbrotsstarfsemi, þar með talin CYP ensím. Þó að sértæk ensímvirkni í húð sé venjulega innan við 10% af því sem finnast í lifur, gegnir húðin verulegan hlutverk í lífslífi á útfléttum í blasum. Með því að nota smásjár í húð í prófunum getur það veitt innsýn í umbrot efnasambanda sem eru beitt staðbundnum eða frásogast í gegnum húðina.

LungaSmásjár

Lungnasmásjáeru framleidd úr lungnavef og eru notuð til að kanna umbrot efnasambanda sem eru gefin með innöndun eða sem hafa áhrif þeirra innan öndunarkerfisins. Þó að styrkur cýtókróm P450 ensíma í lungum sé lægri en í lifur, er lungan áfram mikilvægur staður fyrir umbrot umhverfis eiturefna og lyfja til innöndunar. Þetta líkan er sérstaklega dýrmætt við mat á vefjum - Sértækar umbreytingar á efnaskiptum og hugsanlegum eiturverkunum á staðnum.

Nýrnasmásjá

Nýrnasmásjáeru einangraðir úr nýrnavefjum og veita innsýn í efnaskiptaferla sem eiga sér stað í nýrum. Þar sem nýrun er ekki aðeins útskilnað líffæri heldur einnig það sem stuðlar að efnaskiptaúthreinsun ákveðinna lyfja, gerir notkun nýrnasmásera í stöðugleikaprófum vísindamenn kleift að meta myndun umbrotsefna sem hægt væri að tengja við eiturverkanir á nýru. Á þennan hátt bæta nýrnasmásjá gögn frá lifur og þörmum og gefa víðtækara sjónarhorn á efnaskipta snið samsetningar.

Testis smásjár

Testis Smásjáreru fengin úr eistum vefjum og innihalda ensím sem bera ábyrgð á umbrotnum innrænu og utanaðkomandi efnasamböndum. Þrátt fyrir að vera sjaldgæfari en lifrarspeglar geta þau skipt máli við að rannsaka umbrot efna sem hafa áhrif á æxlunarheilsu karla. Sérstakar upplýsingar um notkun þeirra í efnaskipta stöðugleikum eru takmarkaðar og geta verið mismunandi eftir rannsóknaráherslu.

Epididymis smásjár

Epididymis Smásjáreru fengin úr epididymal vefjum og eins og testis smásjár, taka þátt í umbrotum ákveðinna efnasambanda. Notkun þeirra í efnaskipta stöðugleika prófum er minna ríkjandi, en þær geta verið notaðar í rannsóknum sem skoða umbrot efna sem hafa áhrif á frjósemi karla og æxlunarstarfsemi. Ítarlegar samskiptareglur og notkun væru háð sérstökum markmiðum rannsóknarinnar.

Fasa I umbrot og endurnýjunarkerfi NADPH

Fasa I efnaskiptaviðbrögðeru fyrst og fremst knúin áfram af CYP ensímum og þessi viðbrögð þurfa stöðugt framboð á að draga úr jafngildi í formi NADPH. Til að tryggja að NADPH sé tiltækur allan ræktunartímabilið, aEndurnýjunarkerfi NADPHer bætt við prófunina. TheEndurnýjunarkerfi NADPHfelur venjulega í sér NADP⁺, glúkósa - 6 - fosfat, og ensímið glúkósa - 6 - Fosfat dehýdrógenasa, sem saman umbreyta stöðugt NADP⁺ aftur í NADPH. Þessi endurnýjun er nauðsynleg vegna þess að hún heldur uppi redoxviðbrögðum sem eru hvötuð af CYP ensímunum, sem gerir smásjárunum kleift að viðhalda efnaskiptavirkni sinni yfir langan tíma.

Mynd 1. Fasa I hvarfleið í umbrotum lyfja
II. Stigs umbrot og ræktunarkerfi UGT

Meðan lifrarsmíkrómur eru oftast tengdirÁfanga I umbrot, þeir geta einnig verið aðlagaðir til námsII. Stigs umbrotviðbrögðsvo sem glúkúróníðun. Glucuronidation er samtengt ferli sem miðlað er af uridine 5 ′ - dífosfó - glúkúrónósýltransferasa (UGT) ensím, sem geta fest glúkúrónsýru við lyf eða umbrotsefni þeirra. Til að auðvelda glúkúróningu í smásjárgreiningu,UGT ræktunarkerfimeð virkjuðu kofaktornum UDP - glúkúrónsýru (UDPGA) er bætt við. UGT ræktunarkerfið samanstendur venjulega UDPGA, prótein af procymidin og D - glúkúrónósýl - 1.4 - laktón. Þar sem UGT ensím eru himna - bundin og geta verið minna aðgengileg í ósnortnum smásjá, er svitahola - myndandi efni eins og alamethicin stundum innifalin. Alamethicin eykur gegndræpi smásjárhimnanna og eykur þannig aðgang UDPGA að UGT ensímum og bætir skilvirkni glúkúrónunarviðbragða.

Mynd 2. Viðbrögðin og líklegar afurðir í II. Stigs umbrotum lyfja.

Buffer System

Í öllu ferlinu,0,1m PBSBuffer gegnir mikilvægu hlutverki við að viðhalda stöðugleika og virkni ensímanna. Þetta jafnalausn veitir stöðugt sýrustig og stöðugt jón umhverfi, sem skiptir sköpum til að varðveita burðarvirki bæði CYP og UGT ensíma. Stöðug skilyrði sem 0,1m PBS veitir, tryggja að viðbrögðin komi fram á stjórnaðan hátt og auðveldar áreiðanlega mælingu á efnaskipta stöðugleika og úthreinsun.

Ýmsar tegundir smásjár

Mannlegt smásjá

Míkjalyf mannaeru að öllum líkindum mikilvægast í efnaskipta stöðugleikaprófum fyrir þróun lyfja, þar sem þær líkja náið eftir efnaskiptaumhverfi lifur manna. Lifandi míkrósómar manna innihalda mikinn styrk cýtókróm P450 ensíma, sem eru ábyrgir fyrir umbrotum margra lyfja. Þessar smásjár eru mikið notaðar til að meta umbrot lyfja manna, þar með talið ensím - miðlað milliverkanir við lyf, efnaskipta stöðugleika og að bera kennsl á hugsanleg eitruð umbrotsefni. Notkun þeirra skiptir sköpum í snemma - fasa lyfjaþróun til að tryggja að efnasamband muni hafa hagstæð lyfjahvörf hjá mönnum, með það fyrir augum að forðast eituráhrif á lifur eða önnur skaðleg áhrif.

Non - manna prímata lifur smásjár

Non - manna Primate Liver Microsomes, venjulegaRhesus apa lifur smásjár, marmosets apa lifrar smásjár, eða cynomolgus öpumLifur smásjár, eru notuð í stöðugleika í efnaskiptum til að meta hvernig efnasambönd umbrotna með ensímum í lifur. Þessi smásjá innihalda cýtókróm P450 ensím og önnur efnaskiptaprótein sem auðvelda umbrot á fasa I. Non - manna prímatar eru sérstaklega mikilvægir í forklínískum rannsóknum vegna þess að lifrarensímsnið þeirra líkjast nánum mönnum, sem gerir þau að mikilvægu tæki til að meta lyfjahvörf, efnaskipta stöðugleika og hugsanlega eituráhrif nýrra lyfja frambjóðenda fyrir rannsóknir manna. Þau veita viðeigandi gögn um mannlega - eins og umbrot miðað við nagdýr, bæta nákvæmni spár um þróun lyfja

Hundalifur smásjá

Hundar, sérstaklega Beagle hundar, eru almennt notaðir í eiturefnafræði og lyfjahvörfum.Hundalifur smásjár, sérstaklega þau sem eru fengin úr lifur, eru dýrmæt tæki til að skilja hvernig lyf gæti umbrotið í nagdýrum spendýr.Lifrar í lifrareru oft notaðir við forklínískar öryggisprófanir til að meta efnaskipta stöðugleika og möguleika á milliverkunum lyfja - Þessi smásjár geta einnig hjálpað til við að spá fyrir um hvernig lyf verða niðursokkin og unnin hjá mönnum og veita innsýn í mögulegan mun á mönnum og hundum hvað varðar umbrot lyfja.

Rottu lifrar smásjár

Rottur eru eitt af mest notuðu rannsóknarstofudýrum við lyfjafræðilegar og eiturefnafræðilegar rannsóknir og lifrar smásjár þeirra skiptir sköpum í efnaskipta stöðugleika.Rottu lifrar smásjáreru oft notaðir í fyrstu - stigsþróun lyfja til að meta umbrot tilraunaefnasambanda, þar sem efnaskipta ferli þeirra eru vel - skilur. Þrátt fyrir að rottur deili nokkrum efnaskiptaferlum með mönnum, þá er athyglisverður munur á ensímvirkni, sérstaklega með tilliti til ákveðinna cýtókróm P450 ensíma. Rottu smásjár eru oft notuð til að prófa almennan efnaskipta stöðugleika efnasambandsins og til að meta hugsanleg lyfjahvörf, svo sem úthreinsunarhlutfall og aðgengi.

Músalífsmíkrósóm

Svipað og rottur eru mýs mikið notaðar í lífeindafræðilegum rannsóknum og míkrósómar gegna lykilhlutverki í efnaskipta stöðugleika. Mýs eru sérstaklega mikilvægar til að rannsaka erfðabreytileika í umbroti lyfja vegna brunnsins - einkenndu erfðamengi þeirra.Músar microsomes músInniheldur úrval af cýtókróm P450 ensímum, sem gerir þau gagnleg til að meta hvernig lyf gæti umbrotið á mismunandi erfðafræðilegum bakgrunni. Sérstakur stofn af músum, BALB/C nakinn, er þekktur sem stofn sem skortir thymus, sem gerir þær ónæmisbreyttar. Með því að notaBALB/C NUNUL LIVERSMISSOMES, Vísindamenn geta metið hvernig lyf eða efnasamband er umbrotið, tíðni lífríkis þess og hugsanlegur stöðugleiki þess í lifur, sem skiptir sköpum til að spá fyrir um lyfjahvörf hjá mönnum. Hins vegar hafa mýs nokkrar greinilegar efnaskiptaferli samanborið við menn, sem þýðir að túlka ætti gögn úr músarsmíkróm með varúð þegar spáð er umbrotum manna. Microsomes músar eru oft notuð í mikilli - afköstum skimun til að meta fjölda efnasambanda fljótt.

Hamstur lifrar smásjá

Hamsters, sérstaklega gullnir sýrlenskir ​​hamstrar, eru oft notaðir í efnaskiptum rannsóknum vegna einstaka lífeðlisfræðilegra einkenna þeirra.Hamstur lifrar smásjáreru gagnleg við mat á umbrotum og eiturefnafræði lyfja, sérstaklega fyrir efnasambönd sem geta sýnt tegundir - sértæk efnaskipta snið. Hamstur smásjá eru oft notuð til að rannsaka hvernig lyf eru umbrotin hjá litlum spendýrum og bjóða upp á innsýn í efnaskiptaferli sem ekki er hægt að skilja að fullu í öðrum nagdýrum.

Gerbillinae lifrar smásjár

Gerbillinae lifrar smásjáreru fengnar úr gerbils, litlum spendýrategund sem oft er notuð í eiturefnafræði og lyfjafræðirannsóknum. Í stöðugleikagreiningum umbrots eru gerðir gerðir lifrar smásjár til að meta hvernig efnasamband er umbrotið af lifrarensímunum sem eru til staðar í smásjárhlutfallinu, sérstaklega cýtókróm P450 ensímum. Þessar prófanir hjálpa til við að ákvarða efnaskipta stöðugleika lyfja eða efna og meta möguleika þeirra á lífslífi og brotthvarfi. Gerbils eru stundum notaðir við þessar rannsóknir vegna sérstaks efnaskipta þeirra, sem geta veitt innsýn í tegundir - Sérstakur munur á umbrotum lyfja.

Minipig lifur smásjá

Minipigs öðlast vaxandi vinsældir í rannsóknum á lyfjahvörfum og eiturefnafræði vegna lífeðlisfræðilegra líkt og manna, sérstaklega hvað varðar umbrot í lifur.Minipig lifrar smásjáreru oft notaðar í efnaskipta stöðugleika til að veita gögn sem líkjast nánar umbrot manna samanborið við nagdýralíkön. Þessi smásjár eru sérstaklega gagnleg til að rannsaka frásog lyfja, dreifingu, umbrot og útskilnað (ADME) í líkanalífveru með mannlegri - eins og efnaskiptapróf. Minipigs eru sérstaklega mikilvægir við mat á efnasamböndum sem krefjast nákvæmari spá um efnaskiptaviðbrögð manna.

Guniea svínalifur smásjár

Ólíkt öðrum nagdýrum, skortir naggrísir ákveðin lyf - umbrotsensím, svo sem cýtókróm P450 2D, sem geta haft áhrif á hvernig þau vinna úr sérstökum efnasamböndum. Þetta gerirnaggrís lifrar smásjársérstaklega gagnlegt til að rannsaka tegundir - Sérstakur munur á umbrotum lyfja. Einstakt ensímsnið þeirra getur veitt innsýn í hvernig efnasamband gæti hagað sér í tegund með takmarkaðar efnaskiptaferli og það getur bent á hugsanlega áhættu eða breytileika í umbrotum lyfja sem ekki er hægt að sjá í öðrum gerðum. Þetta gerir naggrísir dýrmætar fyrir samanburðar eiturefnafræði og lyfjahvörf rannsóknir.

Katta lifrar smásjár

Katta lifrar smásjáreru notuð í efnaskiptum til að meta hvernig lyf eru unnin hjá köttum. Kettir hafa einstaka efnaskiptaeinkenni, þar með talið takmarkaða virkni glúkúrónída, sem getur haft áhrif á umbrot ákveðinna lyfja. Vegna þessa,köttalifur smásjáreru nauðsynleg til að rannsaka hvernig sérstök efnasambönd hegða sér í köttum, sérstaklega fyrir dýralyf. Þau eru notuð til að prófa vegna hugsanlegra eituráhrifa eða efnaskiptavandamála í lyfjum sem ætluð eru til notkunar á kattum og geta hjálpað til við að meta mismun á millibilum á umbroti lyfja þegar þeir breytast úr rannsóknum á mönnum til dýrarannsókna.

Nautgripir í lifur

Nautgripir í lifur, fengin úr nautgripum, eru sérstaklega gagnleg við að rannsaka umbrot efnasambanda sem notuð eru í búfé. Nautgripir hafa mismunandi efnaskiptaferli samanborið við menn, sérstaklega í virkni ákveðinna ensíma sem taka þátt í umbrotum I. áfanga. Nautgripir í lifur eru notaðir til að spá fyrir um hvernig dýralyf eða landbúnaðarefni verða umbrotin í nautgripum. Að auki eru þessi smásjá notuð til að kanna mögulegar leifar í kjöti og mjólk og hjálpa til við að tryggja matvælaöryggi til manneldis. Þrátt fyrir að nautgriparíkjanir gefi dýrmæt gögn um umbrot búfjár, eru þau ekki alltaf að eiga beint við um þróun lyfja manna vegna verulegs efnaskipta. Viðbót við nautgripina,Hestalifur smásjár,SauðfjárlifumOgGeitalifureru mjög notaðir.

Lifandi lifrar smásjár

Alifugla smásjár, þó að það sé sjaldgæfari en frá spendýrum, geta verið gagnleg í rannsóknum á umbrotum fuglalyfja. Algengar micresomes í alifugla inniheldurÖnd lifrar smásjár,kjúklingalifur smásjár,Tyrkland lifrar smásjárOgQuail lifur smásjár. eru notaðir til að meta hvernig hægt er að vinna úr lyfjum í fuglategundum. Þetta er sérstaklega mikilvægt í þróun dýralyfja fyrir alifugla, sem og í umhverfisrannsóknum til að skilja umbrot efna sem geta komið inn í fæðukeðjuna í gegnum fugla.

Fiskalifur

Fiskalifur smásjár, sérstaklega regnbogiSilungs lifrar smásjár, eru notaðir í umhverfis- og eiturefnafræðilegum rannsóknum. Fiskar eru sérstaklega viðkvæmir fyrir mengunarefnum í umhverfinu og lifrar smásjár þeirra eru dýrmæt tæki til að rannsaka efnaskiptaferla sem taka þátt í afeitrun mengunarefna í vistkerfi í vatni. Fisksjá eru einnig notuð til að rannsaka umhverfisáhrif lyfja og iðnaðarefna, sem hjálpa til við að meta möguleika þeirra til að lífgast og hafa áhrif á líftíma vatnsins. 

Niðurstaða

Smásjár gegna mikilvægu hlutverki á fyrstu stigum lyfjaþróunar með því að veita nauðsynlega innsýn í efnaskipta stöðugleika og lyfjahvörf lyfjaframbjóðenda. Með því að nota smásjárgreiningar geta vísindamenn metið efnaskiptaviðbrögð I og II. Stigs, greint hugsanleg lyf við lyfjum - milliverkanir og metið vefi - sértæk umbrot. Framboð smásjár frá fjölmörgum tegundum, þar með talið mönnum og dýrum, gerir kleift að bera saman tegundir af tegundum, auka spá um umbrot lyfja hjá mönnum og tryggja öryggi og verkun nýrra efnasambanda. Þegar lyfjaþróunarferlið heldur áfram að þróast verða smásjárlíkön áfram mikilvægt tæki í leit að öruggari og skilvirkari lyfjum.

Lykilorð: Stöðugleiki umbrots, umbrot í I. stigi, umbrot II, áfanga I -viðbrögð, stig II viðbrögð, lifrar smásjár, intesine micresomes, þarma smásjár, lungnasmásjá, nýrnasmásjá, smásjár í húð, eistum smásjár, UDPGA smásjá, 0.1m Regeneration kerfið, UGT ræktunarkerfi, UDPGA, 0.1m PBS, UGT -rækt Tris - HCl, manna smásjár, cynomolgus apa lifrar smásjár, rhesus apa lifrar smásjár, marmoset lifur smásjár, lifrar smásjár. Gerbillinae lifrar smásjár, BALB/C Nude lifrar smásjár, guniea svín lifrar smásjár minipig lifrar smásjár, kattalifur, köttalifur, nautgripar, lifrar í lifur, lifrar smásjár, fiskibólgu, Rainbow silti lifrar smásjár, hamstur lifrar smásjár, kanínur lifrar lifrar lifrar lifrar lifrar í lifraræxli í kanínu lifrar í litlum frá kanínu lifrar í kanínu lifrar lifrar í smásjá í kanínu smásjár. Lifrar smásjár, sauðfjárlifur, geitalifur, Quail lifur smásjár
Tilvísun
O 2 flutningsaðili auðveldaði O 2 flutning í lifrarholum trefjar lífreaktor - Vísindaleg tala um Researchgate. Fæst frá:https://www.researchgate.net/figure/phase-i-reaction-pathway--drug- metabolism-34_fig4_267837256
Að greina viðbrögð II umbrotsefna íbúprófens og annarra bólgueyðandi gigtarlyfja við plasmaprótein úr mönnum - Vísindaleg tala um Researchgate. Fáanlegt frá: https://www.researchgate.net/figure/the-reactions- og product-products-of-phase-ii-drug- metabolism-