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目的:利用哺乳动物细胞表达系统和昆虫细胞表达系统,对中国汉族人群新发现的24种CYP2C19突变体的酶活性进行体外研究,为临床药物个体化用药指导提供理论依据。 方法:(1)以野生型CYP2C19基因的cDNA全长为模板,利用重叠PCR方法定点诱变24种新突变体的cDNA全长。将获得的CYP2C19基因和内参基因GlucORF区分别连接入pIRES载体的多克隆位点,获得哺乳动物细胞双表达载体pIRES-Gluc-CYP2C19。利用Lipofectamine2000转染试剂将质粒载体瞬时转染至293FT细胞,体外表达内参蛋白和目的蛋白。48小时后重悬细胞,分别加入含20μM S-美芬妥英或10μM奥美拉唑的新鲜培养基,37℃震荡培养2h后终止反应并萃取药物,通过高效液相色谱技术对底物和代谢产物进行定量,使用代谢比反映各突变体的相对体外药物代谢能力。(2) PCR扩增26种CYP2C19突变体的cDNA全长,连接入pFastBac-dual-OR载体,构建成pFastBac-dual-OR-CYP2C19杆状病毒双表达质粒载体,利用Bac-to-Bac Baculavirus Expression System试剂盒包装杆状病毒,侵染Sf21细胞72h后收集细胞,超声破碎胞体,利用差速离心法制备表达各型CYP的微粒体。取2-5pmol昆虫微粒体,以S-美芬妥英和氯吡格雷为底物分别检测CYP2C19重组酶的体外代谢活性,并比较野生型与突变型蛋白之间酶动力学参数(Vmax,Km和Vmax/Km)的差异。 结果:成功构建了26种pIRES-Gluc-CYP2C19哺乳动物细胞双表达载体,并在293FT细胞中成功表达相应蛋白。用转染后的细胞体外孵育经典探针底物药结果显示,突变体CYP2C19.3和35FS无代谢活性;4种突变体(CYP2C19.32、L16F、N231T和N277K)对于奥美拉唑的代谢活性与野生型相似,3种突变体(L16F、N277K和A430V)对于S-美芬妥英的代谢活性与野生型相似;突变体A430V对于奥美拉唑的代谢活性比野生型要显著增加,其余突变体对于两种探针药均表现出较野生型显著降低的酶活性。其中12种新突变体(CYP2C19.2F、CYP2C19.2G、CYP2C19.2H、CYP2C19.3C、CYP2C19.30、35FS、R124Q、R125G、M255T、R261W、S303N和I327T)对奥美拉唑和S-美芬妥英的代谢活性均显著降低,低于野生型活性的50%。 本研究还成功构建了26种昆虫细胞双表达载体pFastBac-dual-OR-CYP2C19,并利用杆状病毒表达系统制备了表达各型CYP2C19变异体的昆虫微粒体。利用昆虫微粒体体外孵育S-美芬妥英结果显示,突变体L16F的体外清除率(Vmax/Km)较野生型CYP2C19.1升高,T130M活性与野生型相似,其余各突变体的清除率均低于CYP2C19.1。其中,突变体CYP2C19.3、35FS和R124Q对于该底物药无代谢活性。以氯吡格雷为探针药物,突变体CYP2C19.29和L16F的活性较野生型升高,CYP2C19.2J活性与野生型相似,其余各突变体的清除率均小于CYP2C19.1。其中,CYP2C19.3和35FS对于该底物的代谢活性缺失。 结论:本研究成功构建了两套CYP2C19体外表达及活性分析体系,其中哺乳动物细胞表达系统操作简便,实验周期短,适用于快速检测CYP2C19新突变体的酶学活性;而昆虫细胞表达系统操作较为复杂,实验周期长,但蛋白表达量高,适用于系统研究CYP2C19新突变体的体外药物代谢特性。由于细胞内环境的差异,虽然在两套表达系统中部分突变型相对于野生型的代谢活性存在差异,但它们的总体趋势基本一致,其中代谢能力严重下降的突变型尤为明显。我们的实验结果显示,相对于野生型,绝大多数CYP2C19突变体的体外药物代谢活性明显下降。提示携带这些突变基因的个体使用经CYP2C19代谢的药物时可能需要调整药物剂量。