有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體(organic anion transporters,OATs)是一類重要的攝取型轉(zhuǎn)運(yùn)體,屬于兩親性溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SLC)家族,其有多個(gè)亞型。有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體在體內(nèi)介導(dǎo)多種小分子內(nèi)源性物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn),在維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)方面具有重要作用。OATs已被證明具有廣泛的底物特異性,并且底物常常重疊,故OATs可能會(huì)引起藥物相互作用。美國、歐洲和中國的藥品監(jiān)管部門相繼出臺(tái)指導(dǎo)原則,建議體外評(píng)估OAT1和OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體與受試藥物之間潛在的相互作用,為體內(nèi)研究提供參考。鑒于此,IPHASE作為體外研究生物試劑yin領(lǐng)者,繼成功研發(fā)OAT1轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞后,又成功構(gòu)建瞬時(shí)轉(zhuǎn)染重組OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞,助力新藥研發(fā)。
OATs轉(zhuǎn)運(yùn)體
有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體(organic anion transporters,OATs)屬于溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體(SLC)家族,主要負(fù)責(zé)陰離子和兩性離子有機(jī)分子(包括內(nèi)源性物質(zhì)和許多藥物)的跨膜運(yùn)輸,在維護(hù)機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的生理活動(dòng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。截至目前,研究發(fā)現(xiàn)SLC家族OAT轉(zhuǎn)運(yùn)體包括OAT1-OAT10和尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(URAT1),各亞型之間具有高度同源性。OATs約由540~560個(gè)氨基酸組成,共有12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域,游離的羧基和氨基定位在胞內(nèi)側(cè)。在第1個(gè)和第個(gè)跨膜域之間有一個(gè)大的疏水環(huán),環(huán)上有很多糖基化位點(diǎn),而在胞內(nèi)有一個(gè)含有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)的疏水環(huán)。OATs的預(yù)測拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1 OATs的預(yù)測拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖
來源:The Organic Anion Transporter (OAT) Family: A Systems Biology Perspective
OATs各亞型在體內(nèi)的分布是有差異的。OAT1主要位于腎臟;OAT2在腎臟表達(dá)較少,主要位于肝臟;OAT3主要位于腎臟,大腦脈絡(luò)叢、視網(wǎng)膜等也有表達(dá);OAT4主要位于胎盤、腎臟及腦內(nèi);OAT5、OAT6、OAT9分別位于大鼠腎臟、鼻黏膜及睪丸、肝臟;OAT7主要位于腎臟;OAT8主要分布于大鼠腎臟;OAT10在腎臟、腦、小腸和結(jié)腸中均有表達(dá);URAT1主要分布于人和小鼠腎臟;表1總結(jié)了OATs在人、大鼠和小鼠體內(nèi)的組織分布情況。
表1 OAT轉(zhuǎn)運(yùn)體在人、大鼠和小鼠體內(nèi)的組織分布
OAT轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 組織分布情況 |
OAT1 | 在鼠和人腎臟中高表達(dá),骨骼肌、腦、胎盤中也有表達(dá) |
OAT2 | 在鼠和人肝臟中高表達(dá),腎臟中表達(dá)相對微弱 |
OAT3 | 在鼠和人腎臟中高表達(dá),腦、肝臟中也有表達(dá),眼中表達(dá)微弱 |
OAT4 | 在人腎臟和胎盤中高表達(dá) |
OAT5 | 在小鼠腎臟中高表達(dá) |
OAT6 | 在小鼠嗅黏膜、睪丸中表達(dá) |
OAT7 | 在人肝細(xì)胞基底膜中表達(dá) |
OAT8 | 在大鼠腎集合管中表達(dá) |
OAT9 | 在小鼠腎和肝中表達(dá) |
OAT10 | 在人腎臟等器官中表達(dá) |
URAT1 | 在人和小鼠腎臟中高表達(dá),小鼠腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、脈絡(luò)叢細(xì)胞中也有表達(dá) |
信息來源:疾病狀態(tài)下有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)和功能的變化及其機(jī)制研究進(jìn)展
由此可看出,OATs主要分布于腎組織,其主要成員OAT1和OAT3多在腎近曲小管上皮細(xì)胞基底膜側(cè)表達(dá),介導(dǎo)眾多內(nèi)、外源性有機(jī)陰離子型化合物(包括環(huán)境毒素、藥物及其代謝產(chǎn)物)從細(xì)胞外液或血液進(jìn)入腎小管腔上皮細(xì)胞,再由其他外排性轉(zhuǎn)運(yùn)體將它們分泌送入腎小管腔,以便經(jīng)尿液排出體外,即OATs在排泄體內(nèi)陰離子型外源物和代謝廢棄物、毒物、藥物及其代謝物的過程中具有不可替代的作用。
OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體
有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體3(organic anion transporter3,OAT3)是由溶質(zhì)載體家族22A8(SLC 22A8)基因編碼的攝取型轉(zhuǎn)運(yùn)體,是人腎臟組織OATs家族中分布最為廣泛的轉(zhuǎn)運(yùn)體,主要表達(dá)在腎小管基底外側(cè)膜上,介導(dǎo)體內(nèi)許多內(nèi)源性物質(zhì)及外源性藥物攝取進(jìn)入腎臟,在其底物的腎排泄過程中發(fā)揮重要作用。OAT3的底物覆蓋范圍非常廣泛,包括對氨基馬尿酸(PAH)、環(huán)核苷酸(cAMP、cGMP)、膽鹽、激素(可的松、DHEAS、E3S)、前列腺素(PGE2、PGF2α)、尿酸、神經(jīng)遞質(zhì)代謝產(chǎn)物(高香草酸、5-羥基吲哚乙酸、多巴克、香草扁桃酸、喹啉酸、犬尿喹啉酸)、甲氨蝶呤、水楊酸、齊多夫定、伐昔洛韋、抗生素(青霉素G、羧基氟喹諾酮)、降血脂藥(瑞舒伐他汀、普伐他?。⒚咕舅氐?。OAT3和OAT1之間具有高度同源性,故其具有廣泛的共同底物,如頭孢類抗生素、抗病du藥物( 阿德福韋、西多福韋、替諾福韋) 、麥考酚酸及其代謝物、黃酮類等。
由于OATs底物的廣泛性,并且底物常常重疊,故OATs可能會(huì)引起藥物相互作用。在聯(lián)合用藥方案中,底物可能彼此競爭結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,使藥物清除率降低,藥物在體內(nèi)積累,從而導(dǎo)致潛在的不良反應(yīng)。有研究顯示,丙磺舒、水楊酸鹽、PAH可降低甲氨蝶呤的腎臟清除率;吉非貝齊及其代謝物可抑制人OAT3介導(dǎo)的普伐他汀的運(yùn)輸,這可能導(dǎo)致普伐他汀的積累和副作用的發(fā)生。另有文獻(xiàn)報(bào)道,質(zhì)子泵抑制劑蘭索拉唑與抗葉酸藥物培美曲塞均通過腎臟OAT3分泌消除,蘭索拉唑通過抑制培美曲塞的腎臟消除,增加培美曲塞的血漿濃度,進(jìn)而加重培美曲塞的血液毒性。此外,法莫替丁的腎小管清除主要經(jīng)OAT3介導(dǎo),其與丙磺舒合用時(shí),丙磺舒能競爭性抑制OAT3活性,使法莫替丁腎清除率降低,在體內(nèi)積累產(chǎn)生毒性。
由此可見,轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的藥物相互作用會(huì)導(dǎo)致臨床上藥物在機(jī)體內(nèi)的處置發(fā)生顯著變化,可直接或間接地影響藥效,嚴(yán)重者甚至?xí)T發(fā)毒性。因此,美國、歐洲和中國的藥品監(jiān)管部門相繼出臺(tái)指導(dǎo)原則,建議評(píng)估OAT1和OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的藥物相互作用,為體內(nèi)研究提供參考(表2)。
表2 各國藥品管理局對轉(zhuǎn)運(yùn)體研究的建議
轉(zhuǎn)運(yùn)體 | FDA | NMPA | EMA | ICH | |
ABC | P-gp | √ | √ | √ | √ |
BCRP | √ | √ | √ | √ | |
BSEP | × | × | 最好考慮 | × | |
SLC | OATP1B1 | √ | √ | √ | √ |
OATP1B3 | √ | √ | √ | √ | |
OAT1 | √ | √ | √ | √ | |
OAT3 | √ | √ | √ | √ | |
OCT1 | × | × | 值得考慮 | × | |
OCT2 | √ | √ | √ | √ | |
MATE1 | √ | √ | 值得考慮 | √ | |
MATE2K | √ | √ | 值得考慮 | √ |
“√"必須考慮;“×"不考慮
IPHASE相關(guān)產(chǎn)品
鑒于此,IPHASE作為體外研究生物試劑yin領(lǐng)者,憑借先進(jìn)的設(shè)備、專業(yè)的技術(shù)人員和多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn),繼成功研發(fā)OAT1轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞后,再次以HEK293為細(xì)胞載體,成功構(gòu)建瞬時(shí)轉(zhuǎn)染重組OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞。IPHASE技術(shù)人員以終濃度為1μM的普伐他汀鈉為底物,通過LC-MS/MS檢測空載細(xì)胞HEK293和轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞OAT3細(xì)胞對普伐他汀鈉的代謝能力,結(jié)果顯示轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞OAT3底物轉(zhuǎn)運(yùn)能力為HEK293細(xì)胞底物轉(zhuǎn)運(yùn)能力的15倍,高于《藥物相互作用指導(dǎo)原則(試行)》規(guī)定的2倍,表明OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞模型構(gòu)建成功,滿足藥物研發(fā)要求。
除瞬時(shí)轉(zhuǎn)染重組SLC OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞外,IPHASE同時(shí)推出了多種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體囊泡和SLC轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞相關(guān)產(chǎn)品,供客戶自行選擇,以滿足客戶對于不同藥物的研究需求。
分類 | 名稱 | 規(guī)格 |
SLC轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞 | OAT1轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million |
OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
OCT1轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
OCT2轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
OATP1A2轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
OATP1B1轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
OATP1B3轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
OATP2B1轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
MATE1轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
MATE2K轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 8~10million | |
ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體囊泡 | BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml |
BSEP轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml | |
MDR1轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml | |
MRP1轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml | |
MRP2轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml | |
MRP3轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml | |
MRP4轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml | |
MRP8轉(zhuǎn)運(yùn)體 | 0.5ml,5mg/ml |
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參考資料:
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[3] 王大龍,趙婷婷,杜杰,等. 腎臟有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的中藥腎毒性研究進(jìn)展[J].上海中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2021,35(1): 134-140.
[4] 賈超,魏敏吉,趙秀麗. 陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OAT1和OAT3與藥物代謝相互影響的研究進(jìn)展[J]. 中國臨床藥理學(xué)雜志,2010,26(12): 957-960.
[5] 奇錦峰,孫晨,王永輝,等. 板藍(lán)根及所含靛藍(lán)和靛玉紅強(qiáng)烈抑制小鼠腎主要有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體Oat1,Oat2和Oat3[J].中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志,2014,28(6): 878-886.
[6] FDA. Guidance for Industry: In Vitro Drug Interaction Studies — Cytochrome P450 Enzyme- and Transporter-Mediated Drug Interactions. 2020.
[7] EMA. Guideline on the Investigation of Drug Interactions. 2013.
[8] NMPA. 藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行). 2021.
[9] ICH指導(dǎo)原則《M12:藥物相互作用》. 2024
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