肝脏作为人体重要的代谢器官之一,其包含的药物代谢酶CYP450家族在体内药物转化过程中十分关键。CYP450家族中CYP3A4的含量占比大,且其代谢的临床药物范围广泛,是体内药物转化关键的代谢酶。现存在很多方面可影响药物代谢酶正常功能的因素,其中就包括缺氧,其亦能使机体其他生理过程受到一定程度的波动。我国是全世界高原面积最大的国家,近年来由平原进入高原地区的人群逐渐增加,而缺氧作为高原地区一大主要特点同样会影响人体生理过程,包括药物在体内的代谢。但目前高原用药依旧沿用平原地区的用法用量,影响着高原人群用药的合理、安全、有效性。本课题组前期从核受体及炎症因子的角度出发,初步探索了急进高原缺氧环境下调控大鼠肝脏中CYP3A1(人体内对应为CYP3A4)的机制,而有关缺氧环境下人体肝脏中CYP3A4的调控机制尚不明确,考虑到不同物种之间调控可能存在某些差异,因此本研究选取人肝脏中CYP3A4为研究重点,探讨其在缺氧环境下的调控机制,以期为日后的高原人群合理用药提供更客观的数据和理论依据。本研究主要通过细胞实验探索,根据所需,将人正常肝细胞L-02置于1%缺氧环境下进行不同处理,正常对照组普通培养后开展实验。本课题在现有研究的基础上主要设计了以下研究目标:(1)考察缺氧环境对人正常肝细胞L-02的影响,对比正常对照组和不同时间缺氧组间L-02细胞的生化指标的差异;(2)考察药物代谢酶CYP3A4与可能的调控因素核受体PXR、RXRα、HNF4α和相关辅助因子PGC-1α、SRC-1分别在人正常肝细胞L-02处于缺氧环境时的表达变化,并将HIF-1α蛋白表达作为检测指标判断缺氧造模是否成功,之后分别采用Real-time PCR和Western Blot手段测定各因子的mRNA和蛋白表达水平的变化;(3)考察HIF-1α在缺氧调控人正常肝细胞L-02中的CYP3A4的表达中的角色以及对可能的调控因素核受体PXR、RXRα、HNF4α和相关辅助因子PGC-1α、SRC-1表达水平的影响,采用Real-time PCR和Western Blot检测各因素的表达水平,并分析HIF-1α、核受体PXR等调控因素与CYP3A4的相关性及可能的调控通路。第一部分的结果表明不同时间缺氧处理后,人正常肝细胞L-02内肝功能评价标志性指标ALT、MDA和LDH的含量在缺氧后显著上升,而T-SOD却在缺氧后显著下降,提示缺氧环境下机体肝组织可能会有一定程度的损伤,肝脏作为药物代谢的主要器官,药物代谢酶主导的代谢过程被影响,其他正常生理活动亦受到影响,进而可能使机体的内环境紊乱。第二部分的结果表明人正常肝细胞L-02的缺氧造模成功,缺氧处理后细胞中药物代谢酶CYP3A4的mRNA和蛋白表达水平会发生变化且呈现的趋势相反,与之相符的还有PXR、PGC-1α和SRC-1的mRNA和蛋白表达状况,RXRα与HNF4α的mRNA和蛋白水平均显示下降,亦与CYP3A4的蛋白表达相符。结合现有研究提示,药物代谢酶的最终表达下降会延缓其介导的药物代谢速率,可能增加药物毒性,而缺氧环境下L-02细胞中核受体PXR及相关调控因素可能为药物代谢酶CYP3A4的上游调控环节,有关mRNA和蛋白表达趋势不一致推测可能是因为转录后翻译过程中存在某些因素干扰的现象。第三部分的结果表明通过设计单因素实验探究后可得在人正常肝细胞L-02中,除了与HIF-1α呈现正相关的辅助因子SRC-1,HIF-1α可使药物代谢酶CYP3A4及其他各个可能的调控因素的表达均处于抑制状态。结合文献调研可得HIF-1α、核受体及辅助因子与药物代谢酶间的相关性,由此推测HIF-1α在缺氧状态下可能通过PXR相关线路间接调控CYP3A4的表达。另一方面,通过mRNA稳定性实验考察了mRNA升高但最终蛋白表达却降低的因子,包括CYP3A4、PXR和PGC-1α,证实了这三者的mRNA稳定性确实能够被HIF-1α所破坏。综上所述,本研究主要得到的结论为:人正常肝细胞L-02的正常生理活动经1%不同时间缺氧处理后会受到影响;CYP3A4表达水平的降低可使体内药物代谢阻滞;HIF-1α可能通过核受体PXR及相关因素、降低某些因子的mRNA稳定性从而间接调控CYP3A4的表达。