ผลของนิโคติน ไรแฟมพิซิน และเบนโซ[เอ]ไพรีน ต่อการแสดงออกของไซโตโครม พี 450 ในเซลล์มะเร็งตับเพาะเลี้ยงของมนุษย์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
CYP1 และ CYP2 เป็นสมาชิกของกลุ่มเอนไซม์ไซโตโครมพี 450 (Cytochrome P450, CYP) ที่มีการแสดงออกหลักในตับและมีบทบาทในการเมแทบอลิซึมสารในชีวิตประจำวันหลายชนิด นิโคตินเป็นสารในบุหรี่ที่ถูกเมแทบอลิซึมโดย CYP2A6 และ CYP2A13 เบนโซ[เอ]ไพรีน (benzo[a]pyrene, BaP) เป็นสารก่อมะเร็งในอาหารปิ้งย่าง รวมถึงควันจากเครื่องยนต์โดยถูกเมแทบอลิซึมผ่าน CYP1A2 และสามารถกระตุ้นสมรรถนะของ CYP450 หลายไอโซฟอร์มรวมทั้ง CYP1A2 ยาต้านวัณโรคไรแฟมพิซินสามารถกระตุ้นสมรรถนะของ CYP450 หลายไอโซฟอร์มและก่อให้เกิดอันตรกิริยาระหว่างยาทางคลินิก การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของนิโคติน ไรแฟมพิซิน และ BaP ต่อการแสดงออกของ CYP1A2, CYP2A6, CYP2A13 และ CYP2E1 ในเซลล์มะเร็งตับเพาะเลี้ยงของมนุษย์ HepG2 วิธีการทดลอง: เซลล์ HepG2 ได้รับสารทดสอบ ได้แก่ นิโคติน (1, 10 และ 100 µM) ไรแฟมพิซิน (10 µM), BaP (10 µM) และกลุ่มควบคุมไดเมธิลซัลฟอกไซด์ (0.1% DMSO) เป็นระยะเวลา 24 ชั่วโมง ก่อนสกัด total RNA จากนั้นทำการตรวจวัดการแสดงออกที่ระดับ mRNA ของ CYP1A2, CYP2A6, CYP2A13 และ CYP2E1 ด้วยเทคนิค RT-qPCR เปรียบเทียบกับยีนอ้างอิง GAPDH ผลการทดลอง: CYP1A2 ถูกกระตุ้นได้ด้วยนิโคตินความเข้มข้นต่ำ (1 µM) เช่นเดียวกับ BaP ในขณะที่นิโคตินและ BaP สามารถกระตุ้นการแสดงออกของ CYP2A6 และ CYP2A13 ในลักษณะที่ขึ้นกับความเข้มข้น ส่วน CYP2E1 ถูกกระตุ้นได้ด้วยนิโคตินความเข้มข้นสูง (100 µM) เช่นเดียวกับ BaP ส่วนไรแฟมพิซินสามารถกระตุ้นการแสดงออกของ CYP2A13 และ CYP2E1 ได้อย่างมีนัยสำคัญ ที่น่าสนใจอย่างยิ่งคือมีเพียงนิโคตินความเข้มข้นต่ำเท่านั้นที่สามารถกระตุ้นตัวรับแอริลไฮโดรคาร์บอน (arylhydrocarbon receptor, AhR) สรุป: นิโคตินเพิ่มการแสดงออกของ CYP2A6, CYP2A13, CYP1A2 และ CYP2E1 mRNA ได้เทียบเท่ากับ BaP และวิถีการควบคุมการแสดงออกของ CYP โดยนิโคตินอาจมีความเกี่ยวข้องกับ AhR
Article Details
กรณีที่ใช้บางส่วนจากผลงานของผู้อื่น ผู้นิพนธ์ต้อง ยืนยันว่าได้รับการอนุญาต (permission) ให้ใช้ผลงานบางส่วนจากผู้นิพนธ์ต้นฉบับ (Original author) เรียบร้อยแล้ว และต้องแนบเอกสารหลักฐาน ว่าได้รับการอนุญาต (permission) ประกอบมาด้วย
เอกสารอ้างอิง
Bao Z, He XY, Ding X, Prabhu S, Hong JY. Metabolism of nicotine and cotinine by human cytochrome P450 2A13. Drug Metab Dispos 2005;33:258 LP-261.
Chen Q, Xie HT, Li Y, Wang G, Xu Z, Pu ZC, et al. Transcriptional Regulation of CYP3A4/2B6/2C9 Mediated via Nuclear Receptor PXR by Helicid and Its Metabolites. Evid Based Complement Alternat Med 2015;2015:797496. doi:10.1155/2015/797496.
Chomczynski P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem 1987;162:156–9. doi:https://doi.org/10.1016/0003-2697(87)90021-2.
Costantini S, Di Bernardo G, Cammarota M, Castello G, Colonna G. Gene expression signature of human HepG2 cell line. Gene 2013;518:335–45. doi:https://doi.org/10.1016/j.gene.2012.12.106.
Fowles J, Dybing E. Application of toxicological risk assessment principles to the chemical constituents of cigarette smoke. Tob Control 2003;12:424 LP-430.
Gonzalez FJ, Coughtrie M, Tukey RH. Drug Metabolism. In: Brunton LL, Hilal-Dandan R, Knollmann BC, editors. Goodman and Gilman’s Pharmacol. Basis Ther. 13e, New York, NY: McGraw-Hill Education; 2017.
Guigal N, Seree E, Nguyen QB, Charvet B, Desobry A, Barra Y. Serum induces a transcriptional activation of CYP1A1 gene in HepG2 independently of the AhR pathway. Life Sci 2001;68:2141–50. doi:https://doi.org/10.1016/S0024-3205(01)01022-0.
Heit C, Dong H, Chen Y, Thompson DC, Deitrich RA, Vasiliou VK. The Role of CYP2E1 in Alcohol Metabolism and Sensitivity in the Central Nervous System. In: Dey A, editor. Cytochrome P450 2E1 Its Role Dis. Drug Metab., Dordrecht: Springer Netherlands; 2013, p. 235–47. doi:10.1007/978-94-007-5881-0_8.
Howard LA, Micu AL, Sellers EM, Tyndale RF. Low Doses of Nicotine and Ethanol Induce CYP2E1 and Chlorzoxazone Metabolism in Rat Liver. J Pharmacol Exp Ther 2001;299:542 LP-550.
Hu H, Yu T, Arpiainen S, Lang MA, Hakkola J, Abu-Bakar A. Tumour suppressor protein p53 regulates the stress activated bilirubin oxidase cytochrome P450 2A6. Toxicol Appl Pharmacol 2015;289:30–9. doi:10.1016/j.taap.2015.08.021.
Iba MM, Fung J, Pak YW, Thomas PE, Fisher H, Sekowski A, et al. Dose-dependent up-regulation of rat pulmonary, renal, and hepatic cytochrome P-450 (CYP) 1A expression by nicotine feeding. Drug Metab Dispos 1999;27:977 LP-982.
Itoh M, Nakajima M, Higashi E, Yoshida R, Nagata K, Yamazoe Y, et al. Induction of Human CYP2A6 Is Mediated by the Pregnane X Receptor with Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-γ Coactivator 1α. J Pharmacol Exp Ther 2006;319:693 LP-702.
Koskela S, Hakkola J, Hukkanen J, Pelkonen O, Sorri M, Saranen A, et al. Expression of CYP2A genes in human liver and extrahepatic tissues. Biochem Pharmacol 1999;57:1407–13. doi:https://doi.org/10.1016/S0006-2952(99)00015-5.
Liu Y, Hu K, Jia H, Jin G, Glatt H, Jiang H. Potent mutagenicity of some non-planar tri- and tetrachlorinated biphenyls in mammalian cells, human CYP2E1 being a major activating enzyme. Arch Toxicol 2017;91:2663–76. doi:10.1007/s00204-016-1904-7.
Messina ES, Tyndale RF, Sellers EM. A Major Role for CYP2A6 in Nicotine C-Oxidation by Human Liver Microsomes. J Pharmacol Exp Ther 1997;282:1608 LP-1614.
Miura M, Ito K, Hayashi M, Nakajima M, Tanaka T, Ogura S. The effect of 5-aminolevulinic acid on cytochrome p450-mediated prodrug activation. PLoS One 2015;10:e0131793. doi:10.1371/journal.pone.0131793.
Pelkonen O, Rautio A, Raunio H, Pasanen M. CYP2A6: a human coumarin 7-hydroxylase. Toxicology 2000;144:139–47. doi:https://doi.org/10.1016/S0300-483X(99)00200-0.
Price RJ, Renwick AB, Walters DG, Young PJ, Lake BG. Metabolism of nicotine and induction of CYP1A forms in precision-cut rat liver and lung slices. Toxicol Vitr 2004;18:179–85. doi:https://doi.org/10.1016/j.tiv.2003.08.012.
Ramappa V, Aithal GP. Hepatotoxicity Related to Anti-tuberculosis Drugs: Mechanisms and Management. J Clin Exp Hepatol 2013;3:37–49. doi:https://doi.org/10.1016/j.jceh.2012.12.001.
Rossini A, Simão T de A, Albano RM, Pinto LFR. CYP2A6 polymorphisms and risk for tobacco-related cancers. Pharmacogenomics 2008;9:1737–52. doi:10.2217/14622416.9.11.1737.
Sachse C, Brockmöller J, Bauer S, Roots I. Functional significance of a C→A polymorphism in intron 1 of the cytochrome P450 CYP1A2 gene tested with caffeine. Br J Clin Pharmacol 1999;47:445–9. doi:10.1046/j.1365-2125.1999.00898.x.
Shimada T, Kim D, Murayama N, Tanaka K, Takenaka S, Nagy LD, et al. Binding of diverse environmental chemicals with human cytochromes P450 2A13, 2A6, and 1B1 and enzyme inhibition. Chem Res Toxicol 2013;26:517–28. doi:10.1021/tx300492j.
Shimada T, Takenaka S, Kakimoto K, Murayama N, Lim Y-R, Kim D, et al. Structure-Function Studies of Naphthalene, Phenanthrene, Biphenyl, and Their Derivatives in Interaction with and Oxidation by Cytochromes P450 2A13 and 2A6. Chem Res Toxicol 2016;29:1029–40. doi:10.1021/acs.chemrestox.6b00083.
Smart J, Daly AK. Variation in induced CYP1A1 levels: relationship to CYP1A1, Ah receptor and GSTM1 polymorphisms. Pharmacogenet Genomics 2000;10.
Stefan W, Augustinus B. Influence of culture time on the expression of drug‐metabolizing enzymes in primary human hepatocytes and hepatoma cell line HepG2. J Biochem Mol Toxicol 2003;17:207–13. doi:10.1002/jbt.10085.
Vrzal R, Vrzalova A, Grycova A, Dvorak Z. Activated thyroid hormone receptor modulates dioxin-inducible aryl hydrocarbon receptor-mediated CYP1A1 induction in human hepatocytes but not in human hepatocarcinoma HepG2 cells. Toxicol Lett 2017;275:77–82. doi:10.1016/j.toxlet.2017.05.001.
Wang H, Tan W, Hao B, Miao X, Zhou G, He F, et al. Substantial Reduction in Risk of Lung Adenocarcinoma Associated with Genetic Polymorphism in CYP2A13, the Most Active Cytochrome P450 for the Metabolic Activation of Tobacco-Specific Carcinogen NNK. Cancer Res 2003;63:8057 LP-8061.
Wei C, Caccavale RJ, Weyand EH, Chen S, Iba MM. Induction of CYP1A1 and CYP1A2 expressions by prototypic and atypical inducers in the human lung. Cancer Lett 2002;178:25–36. doi:https://doi.org/10.1016/S0304-3835(01)00809-6.
Yue J, Peng R, Chen J, Liu Y, Dong G. Effects of rifampin on CYP2E1-dependent hepatotoxicity of isoniazid in rats. Pharmacol Res 2009;59:112–9. doi:https://doi.org/10.1016/j.phrs.2008.10.006.
Zhou S-F, Wang B, Yang L-P, Liu J-P. Structure, function, regulation and polymorphism and the clinical significance of human cytochrome P450 1A2. Drug Metab Rev 2010;42:268–354. doi:10.3109/03602530903286476.
