雷公藤甲素(TP)是传统中药材雷公藤的主要生物活性成分。其不仅在中国广泛用于关节炎和各类自身免疫性疾病的治疗,也被西方科学认可,成为风湿性关节炎和癌症的临床候选药物。然而,高活性TP诱发的多器官毒性,特别是肝毒性严重制约了TP的发展和临床应用。截至目前,TP诱发的肝毒性作用机制及临床特征并不清楚。本课题组首先采用基于高内涵分析(High Content Annalysis,HCA)的细胞表型分析技术,通过系统检测TP诱发肝细胞毒性(包括氧化还原系统损伤、DNA修复、线粒体膜电位降低等)和细胞应激反应(氧化应激、内质网应激、缺氧应激、DNA损伤应激、细胞自噬等)表型谱的时间和浓度依赖关系的改变,寻找TP诱发肝毒性的特异性事件;结合TP抗肿瘤分子靶的调控机制,采用定量PCR和细胞免疫定量分析技术,在肝细胞上确证了具有因果关系的致TP肝毒性起始和核心事件;在此基础上,以原代、传代肝细胞及大鼠为研究对象,综合应用体外细胞三明治培养,荧光素酶EGFR报告系统,代谢酶活性测定及代谢产物HPLC/MS鉴定等技术,考察TP对核因子孕烷X受体(PXR)及其靶基因,特别是代谢酶CYP3A4基因的调控作用,并验证TP通过抑制CYP3A4表达、增加抑制底物药物阿托法他汀(Atorvastatin,Auto)和自身的代谢解毒,协同产生肝毒性作用。研究结果显示,RNA polymerase II相关的全转录组抑制及其驱动的细胞损伤是TP产生肝毒性的核心因素;TP连续给药在转录水平抑制CYP3A4等代谢酶活性,导致底物药物Auto血浆浓度和肝脏暴露,从而产生协同肝毒性作用。提示,TP与代谢解毒药物间存在协同增加肝毒性作用,这可能是TP产生肝毒性的主要原因。