穩(wěn)定表達(dá)人Na+-牛黃膽酸共轉(zhuǎn)運(yùn)多肽LLC-PK1細(xì)胞模型的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、Na+-牛黃膽酸共轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(Na+/taurocholate cotransporting polypeptide，NTCP)屬于SLC10轉(zhuǎn)運(yùn)體家族，是家族中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白，基因命名為SLC10A1。NTCP特異性表達(dá)于肝細(xì)胞基底側(cè)膜，參與膽酸鹽的肝腸循環(huán)，負(fù)責(zé)將膽酸鹽，尤其是結(jié)合型膽酸鹽，從血漿中攝取進(jìn)入肝細(xì)胞，以維持機(jī)體的膽酸鹽平衡。雖然NTCP在機(jī)體內(nèi)的膽酸鹽攝取功能存在有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(Organicanion tr

2、ansporting polypeptides，OATPs)轉(zhuǎn)運(yùn)的代償機(jī)制，但NTCP的功能并不是完全可以替代的。當(dāng)NTCP轉(zhuǎn)運(yùn)功能受阻時(shí)，依然可能發(fā)生嚴(yán)重的臨床癥狀。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，NTCP是乙型肝炎病毒（Hepatitis Bvirus，HBV）和丙型肝炎病毒（Hepatitis D virus，HDV）進(jìn)攻肝細(xì)胞的特異性受體，揭示了NTCP新的角色。干擾素類和核苷類似物治療HBV遇到了副作用強(qiáng)和病毒耐受的問(wèn)題，HBV和HDV特異性

3、受體的發(fā)現(xiàn)為肝炎的治療開(kāi)辟了新途徑。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)HBV結(jié)合NTCP與普通化合物結(jié)合NTCP存在相互競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象，環(huán)孢菌素A為NTCP的經(jīng)典抑制劑，研究發(fā)現(xiàn)環(huán)孢菌素A及其衍生物可以通過(guò)靶向NTCP達(dá)到抑制HBV感染的目的。這些研究結(jié)果顯示，NTCP的底物或抑制劑可成為研發(fā)治療HBV藥物的新思路。同時(shí)，也提示我們已有的一些具有保肝作用的藥物，其作用機(jī)制可能與NTCP的相互作用有關(guān)。因此，建立穩(wěn)定表達(dá)NTCP的體外細(xì)胞模型，用于快速

4、篩選NTCP的潛在抑制劑/底物，以及用于研究藥物與NTCP的相互作用，具有非常重要的意義。本課題成功構(gòu)建了穩(wěn)定表達(dá)人NTCP的LLC-PK1細(xì)胞模型，并將其應(yīng)用于他汀類、雙胍類藥物與NTCP相互作用研究以及篩選潛在的中藥化學(xué)成分，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)對(duì)NTCP具有抑制作用的化學(xué)分子。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、湃薔TCP表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建。以人基因組DNA為模板擴(kuò)增得到NTCP基因片段，將其連接到改造后、具有可用酶切位點(diǎn)的慢病毒載體PCDH-C

5、MV上，得到PCDH-CMV/NTCP表達(dá)質(zhì)粒。
　　⑵穩(wěn)定表達(dá)人NTCP的LLC-PK1細(xì)胞模型的構(gòu)建。利用慢病毒包裝感染技術(shù)，將PCDH-CMV/NTCP表達(dá)質(zhì)粒經(jīng)病毒感染進(jìn)入LLC-PK1宿主細(xì)胞中，并最終將NTCP目的基因整合入宿主染色體中。利用有限稀釋法挑取得到單克隆細(xì)胞株，通過(guò)GFP綠色熒光對(duì)單克隆細(xì)胞株進(jìn)行篩選，除去沒(méi)有綠色熒光或熒光強(qiáng)度較弱的細(xì)胞株，經(jīng)初篩得到9株單克隆細(xì)胞（編號(hào)為1-9號(hào)）。利用熒光定量PCR技術(shù)

6、檢測(cè)9株單克隆細(xì)胞中NTCP mRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)9株細(xì)胞的mRNA表達(dá)水平均明顯高于mock細(xì)胞。通過(guò)NTCP的經(jīng)典底物牛黃膽酸鈉（Sodium taurocholate hydrate，TCNa）驗(yàn)證單克隆細(xì)胞中NTCP的轉(zhuǎn)運(yùn)活性。經(jīng)細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各單克隆細(xì)胞株對(duì)TCNa的攝取量均顯著高于mock細(xì)胞，且受到抑制劑環(huán)孢菌素A的抑制，而mock細(xì)胞則不受影響。1-9號(hào)單克隆細(xì)胞株攝取量各不相同，且與其mRNA表達(dá)水平并不完全一

7、致。選取攝取量最大的1號(hào)細(xì)胞株，考察了其對(duì)TCNa攝取的時(shí)間依賴性，發(fā)現(xiàn)在5 min內(nèi)攝取呈線性。以3 min為孵育時(shí)間，研究了TCNa在細(xì)胞中的積聚動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明其符合米氏方程，米氏常數(shù)Km和最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率Vmax分別為:42.0μM和0.92 nmol/mgprotein/min，且積聚量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于mock細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分表明穩(wěn)定高表達(dá)人NTCP的LLC-PK1細(xì)胞模型構(gòu)建成功。
　?、撬☆?、雙胍類與人NTCP相互作用的研究

8、。實(shí)驗(yàn)研究了100μM氟伐他汀、辛伐他汀、洛伐他汀、瑞舒伐他汀、普伐他汀、苯乙雙胍和25μM二甲雙胍對(duì)于NTCP攝取TCNa的抑制作用。發(fā)現(xiàn)雙胍類藥物對(duì)NTCP沒(méi)有抑制作用，他汀類藥物中氟伐他汀、洛伐他汀和辛伐他汀抑制作用較明顯?？紤]到三種化合物的細(xì)胞毒性，分別在0-100μM和0-200μM濃度范圍內(nèi)考察了辛伐他汀、氟伐他汀和洛伐他汀的濃度依賴性抑制，發(fā)現(xiàn)三者均呈現(xiàn)較好的濃度依賴性，辛伐他汀、洛伐他汀和氟伐他汀抑制的IC50值分別為:

9、40.1μM，146.9μM和301.7μM，與三個(gè)化合物的脂溶性趨勢(shì)相一致。通過(guò)研究三者對(duì)NTCP攝取TCNa動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)氟伐他汀可使TCNa的Km值由42.0μM增加到528.6μM，而Vmax值基本不變。證明氟伐他汀為NTCP的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。
　?、戎兴幓瘜W(xué)成分中人NTCP潛在抑制劑/底物的篩選。實(shí)驗(yàn)篩選了103種中藥化學(xué)成分，包括丹參酮類、五味子素類、皂苷類、葸醌類、生物堿類、銀杏內(nèi)酯與銀杏酚酸類、香豆素類、黃酮

10、類等多種中藥化學(xué)成分類型，觀察到10種化合物:赤蘚紅B、黃芪甲苷、GA(13∶0)、GA(15∶1)、GA(17∶1)、槲皮素、大黃素、水飛薊賓、金絲桃苷和黃豆苷元，對(duì)NTCP攝取TCNa產(chǎn)生抑制作用。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的濃度依賴性抑制的研究，發(fā)現(xiàn)銀杏酚酸類的抑制作用較強(qiáng)，GA(13∶0)和GA(15∶1)兩種化合物的IC50值均小于15μM，分別為:8.3μM和13.6μM。大黃素、GA(17∶1)、赤蘚紅B和水飛薊賓抑制作用較弱，IC50值