대사 표현형 및 효소 억제에 관한 약물 상호 작용 연구에서 시토크롬 P450 (CYP450) 및 UDP - 글루 쿠로 노스 실 트랜스퍼 라제 (UGT) 효소의 적용

핵심 단어 : 약물 - 약물 상호 작용 (DDI), 시토크롬 P450 (CYP450 효소), UDP - 글루 쿠로 노스 실 트랜스퍼 라제 (UGT), 효소 억제, CYP450 효소 대사 표현형 연구, CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2C19. CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17.

• iPHAES 농산물

참고 : CYP 효소는 일반적으로 함께 사용됩니다NADPH 재생 시스템/ nadph그리고PBS
UGT 효소는 일반적으로 함께 사용됩니다UGT 인큐베이션 시스템및 PBS.

신진 대사는 약물의 운명에서 중요한 역할을하며 신체 전체의 처분에 영향을 미쳐 표적 부위 노출 및 영향에 영향을 미칩니다. 이것은 주로 간에서 발생하지만 간외 기관에서도 발생할 수 있습니다. 최근의 연구는 뇌에서 약물 대사 효소 (DME)의 존재 및 기능적 중요성을 밝혀냈다.시토크롬 P450 효소 (CYP)그리고UDP - Glucuronosyltransferase (UGT) 또한 중추 신경계 (CNS) 내에서 약물 생체 변형에 대한 주요 참가자입니다.

• 시토크롬 P450 (CYP)

시토크롬 P450은 약물 대사의 75% 이상을 차지하는 1 상 대사 (산화, 감소, 가수 분해)를 지배합니다. 주요 하위 유형은 CYP3A4 (50% 약물 대사) 및 CYP2D6 (20% 약물 대사)을 포함한다. CYP는 친 유성 약물을 극성 대사 산물로 전환하여 배설을 촉진합니다.

1 차 간세포는 인간 또는 동물 간으로부터 직접 분리 된 간세포이며, 온전한 CYP 효소 활성의 보존 및 생리 학적 관련성으로 인해 약물 대사 연구에 선호되는 모델이되었습니다. 1 차 간세포 모델은 산업, 학계 및 규제 기관에서 CYP 효소 유도에 대한 가장 널리 허용되는 평가 모델입니다. 세포 시스템으로서, 인간 간세포는 핵 수용체, CO 활성화 제 및 억제제, 표적 유전자 및 프로모터로 구성되며, 간의 약물이 가능한 약물 대사 효소로 구성되며 후보 약물 및 이들 대사 산물의 유도를 효과적으로 시뮬레이션 할 수있다.

• UDP - Glucuronosyltransferase (UGT)

UDP - Glucuronosyltransferases는 글루 쿠 론산을 설탕 공여체로 사용하여 글루 쿠 론산의 외인성 물질 및 극성 그룹의 결합을 촉진하여 그의 클리어런스를 촉진하는 1 차 위상 ⅱ 효소이다. 인간 UGT는 간, 소장, 신장, 위 및 폐와 같은 조직에서 널리 분포되어 발현됩니다. 간은 인체의 주요 기관으로 글루 쿠 론산 결합 반응을 겪고 있으며, 대부분의 UGT 아형은 간에서 발현됩니다. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 및 UGT2A1은 간외 조직에 분포되며, 외교 조직에서 발생하는 글루 쿠 론산 결합 반응은 주로 약물의 흡수 및 배설과 관련이 있습니다.

• 약물 개발의 주요 응용

시험 관내 스크리닝 모델 : 간 마이크로 솜/ 1 차 간세포와 같은 CYP 또는 UGT 효소는 간 마이크로 솜/ 간세포 인큐베이션 실험에 사용되어 후보 약물의 대사율 및 반 - 수명을 평가 한 다음 후보 약물의 대사 안정성을 평가합니다 (예 : CYP3A4 INSIBITS 실험). 유전자 편집 세포를 사용하여 임상 대사 차이를 예측합니다.

약물 - 약물 상호 작용 (DDI)연구 : 후보 약물이 주요 CYP 효소 (예 : CYP3A4, CYP2C9)를 억제하고 임상 DDI 위험을 예측하기위한 CYP 억제 실험을 수행합니다. UGT 활성에 대한 약물의 효과를 평가하기 위해 UGT 억제 실험을 수행합니다. 1 차 간세포 분석을 통해 CYP/UGT에 대한 약물의 유도 효과를 검출합니다.

생물학적 분석 방법의 개발 : CYP 및 UGT 효소의 연구는 약물 대사 및 약동학 적 (DMPK) 연구에 대한 생물 분석 방법 개발 및 검증에 중요한 역할을한다. 매트릭스 효과 평가를 위해 CYP/UGT 대사 산물 (예 : 담즙 및 혈장)을 함유하는 생물학적 매트릭스를 사용하고 LC - MS/MS 방법을 최적화하며 이온 억제/향상 효과를 피하십시오.

유전자 다형성 연구 : UGT1A1 및 UGT 효소 발현을 제어하는 ​​다른 유전자는 인간 대사주기에 관여하는 중요한 유전자입니다. 약물 유전체학의 발달로, 그들의 유전 적 다형성은 특정 약물 대사 수준과 관련이있는 것으로 밝혀졌으며, 이는 질병의 발생, 발달 및 치료에 영향을 미칩니다.

종 차이에 대한 연구 : 인간, 쥐 및 개와 같은 1 차 간세포의 CYP 효소 활성의 차이를 비교하고 전임상에서 임상 적 사용으로의 전이 전략을 최적화합니다.

• 효소 억제

CYP 효소 중재효소 억제특정 화합물이 특정 CYP450 대사 효소의 활성을 억제하여 신진 대사가 둔화되고, 클리어런스 율 감소 및 조합으로 사용될 때 특정 약물의 노출 증가를 초래하여 안전 위험을 초래할 수있는 현상을 나타냅니다. 상이한 억제 메커니즘에 따르면, CYP450 효소에 대한 약물의 억제 효과는 가역적 억제 및 시간 의존적 억제 (TDI)로 나눌 수있다. 돌이킬 수없는 억제로도 알려진 시간 의존적 억제는 일반적으로 공유 결합을 통한 후보 약물과 CYP 효소 사이의 복합체의 형성을 지칭하여, 돌이킬 수없는 효소 불 활성화를 초래한다. 효소에 대한 억제제의 억제 효과는 억제제가 제거 된 후에 즉시 사라지지 않지만, 시간 의존적 특성을 나타낸다.

• CYP450 효소 대사 표현형 연구

현재, CYP450의 효소 대사 표현형을 식별하기위한 세 가지 주요 방법, 즉 선택적 억제 방법, 재조합 인간 CYP450 이소 엔자임 방법 및 상관 관계 분석 방법이있다. 선택적 억제 방법은 화학적 억제 방법 및 항체 억제 방법으로 나눌 수있다. 그것은 약물의 대사가 CYP450 마이크로 유형의 선택적 억제에 의해 영향을받는 지에 의해 약물의 대사가 영향을받는 지, 상대적으로 유래 된 CYP450 효소의 하위 유형에 의해 영향을 받는지 여부를 조사하기 위해 일련의 CYP450 효소 하위 유형 선택적 화학적 억제제 또는 항체의 추가 유무에 관계없이 약물에서 인간 간 마이크로 솜의 대사 활성을 측정하는 것을 포함한다. 효소 대사 표현형. 그중에서도 화학적 억제 방법은 간단한 작동과 저렴한 비용으로 인해 널리 사용되었습니다.

• 결론

약물 대사의 핵심 효소 시스템으로서 CYP 효소 및 UGT 효소는 각각 1 상 (산화, 감소) 및 상 반응 (글루 쿠로 니화) 반응, 효능, 독성 및 약물의 개인화 된 사용에 깊은 영향을 미치는 반응을 지배한다. UGT1A1 및 UGT2B7과 같은 효소와 함께 CYP3A4 및 CYP2D6과 같은 하위 유형은 복잡한 대사 네트워크를 형성합니다. 그들의 활동 차이 (유전자 다형성 및 종 특이성과 같은)는 1 차 간세포 모델 및 LC - MS/MS 기술을 통해 정확하게 분석 될 수 있으며, 약물 개발에 대한 주요 데이터 지원을 제공합니다.

참조

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Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N.S., Chowdhury, S.K., & Alton, K. B. (2005). 시토크롬 P450 (CYP) 및 UDP - Glucuronosyltransferase (UGT) 효소 : 약물 대사, 다형성 및 약물 대사에 대한 이들의 관여에서의 역할. ~ 안에 제약 및 생물 의학 분석의 진행 (Vol. 6, pp. 295 - 336). elsevier.