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研究背景及目的药物代谢和处置由一系列在肝脏和肠道表达的药物代谢酶(DMEs)和药物转运蛋白介导,它们的组织表达丰度由特定的核受体(NRs)转录调控,这些核受体是配体激活的转录因子。细胞色素P450(CYP450)是人类最为重要的药物代谢酶,90%以上临床上的药物相互作用都是由CYPs的活性改变引起的。研究表明代谢酶的表达和活性存在明显个体差异,而这种高达几十倍的巨大差异常在临床上引起严重的药物相互作用和不良反应。因此,阐明CYPs表达的调控机制,找出CYPs活性个体差异的主要原因,对推动临床个体化用药和精准医疗有着非常重要的意义。CYPs的表达受遗传因素和环境因素的双重影响。以往的研究主要集中在遗传因素,但CYPs基因多态性由于变异频率低且种族差异明显并不能充分解释和预测CYPs表达和活性的个体差异。近年来,随着研究的不断深入,表观遗传因素对药物代谢酶的调控受到越来越多的关注。表观遗传学是指DNA序列不发生改变的情况下,基因表达却发生了可遗传的变化,即DNA序列以外的遗传物质发生了改变。表观遗传学调控主要有组蛋白修饰、DNA甲基化和非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNAs)。已有研究表明组蛋白修饰、DNA甲基化和microRNAs能够调控CYPs的表达。然而关于长链非编码RNA(long-noncoding RNAs,lncRNAs)调控CYPs表达的研究尚未见报道。为探讨lncRNAs是否参与调控CYPs的表达,基于课题组前期工作基础,本研究拟:(1)探讨HNF1A与HNF1A-AS1的基因保守性。(2)HNF1A与核受体和CYPs的表达进行关联性分析。(3)lncRNA与核受体和CYPs的表达进行关联性分析;本研究首次从lncRNA调控的角度阐述CYPs表达个体差异的表观遗传调控机制,为筛选能够评价和预测CYPs个体差异的分子标志物的建立提供依据,以期达到指导临床安全合理用药的目标。研究方法1.收集49例人肝脏组织标本,取材来自郑州大学第一附属医院住院患者。肝脏组织来源主要为胆总管结石、胆囊癌、肝血管瘤、肝移植供肝修补等患者行肝脏部分切除术时获取的肝正常组织。提取肝脏总RNA和蛋白。2.采用Quantitive Real-time PCR技术检测人肝脏组织中HNF1A、HNF1A-AS1、PXR、CAR、AHR和CYPs的表达水平。3.采用Western Blot检测人肝脏组织中HNF1A、CYPs的蛋白表达水平。将HNF1A-AS1的表达与CYPs mRNA、蛋白表达水平和PXR、CAR、AHR、HNF1A等核受体的mRNA表达水平进行相关性分析。4.统计学处理:采用IBM SPSS21.0软件进行统计分析,所有数据均以均数±标准差(Mean±SD)表示。采用独立样本t检验分析两组间的差异;采用单因素方差分析检验多组间的差异,采用Dunnett t检验分析两组间的差异;采用Spearman检验进行相关性分析。以P<0.05认为差异具有统计学意义。结果1.HNF1A与HNF1A-AS1的保守性分析HNF1A基因在黑猩猩,猕猴,狗,牛,小鼠,大鼠,鸡,斑马鱼和青蛙中是保守的。HNF1A-AS1基因序列只在灵长类动物类保守,在啮齿目动物、负鼠鸭嘴兽、鸡、斑马鱼等物种中不存在保守序列。2.人肝脏组织中HNF1A与核受体的mRNA表达相关性人肝脏组织中HNF1A与核受体的mRNA表达相关性均呈正相关关系,HNF1A与PXR(r=0.403,p<0.001)和AHR(r=0.641,p<0.001)的mRNA表达呈高度正相关,与CAR(R=0.342,p<0.01)的mRNA表达呈低度正相关。3.人肝脏组织中HNF1A的表达与代谢酶的mRNA和蛋白表达相关性人肝脏组织中HNF1A的表达与代谢酶的mRNA和蛋白表达相关性均呈正相关关系,其中与CYP2C8(r=0.368,p<0.001)、CYP2C9(r=0.544,p<0.001)、CYP2E1(r=0.507,p<0.001)、CYP2C19(r=0.780,p<0.001)、CYP3A4(r=0.546,p<0.001)等的mRNA表达呈高度正相关,与CYP1A2(r=0.369,p<0.05)、CYP2B6(r=0.332,p<0.05)的mRNA表达呈中度正相关,与CYP2D6(r=0.383,p<0.01)的mRNA表达呈低度正相关。HNF1A的蛋白表达与CYP1A2(r=0.537,p<0.01)和CYP2E1(r=0.337,p<0.01)的蛋白表达呈低度正相关关系,与CYP2C9(r=0.023,p=0.875)、CYP3A4(r=-0.211,p=0.154)的蛋白表达无相关性。HNF1A的mRNA表达与CYP1A2(r=-0.243,p=0.104)、CYP3A4(r=0.064,p=0.664)的蛋白表达无相关性,与CYP2C9(r=0.331,p<0.05)、CYP2E1(r=0.326,p<0.05)的蛋白表达有中度相关。4.HNF1A-AS1与代谢酶mRNA和蛋白表达相关性HNF1A-AS1与CYP1A2、CYP2C9、CYP2E1、CYP2C8、CYP2C19、CYP、CYP3A4的mRNA表达均呈正相关,其中与CYP2E1(r=0.486,p<0.001)的mRNA表达呈高度正相关,与CYP1A2(r=0.425,p<0.05)、CYP2D6(r=0.364,p<0.05)、CYP2C19(r=0.350,p<0.05)的mRNA表达呈中度正相关,与CYP2C8(r=0.390,p<0.01)、CYP2C9(r=0.415,p<0.01)、CYP3A4(r=0.461,p<0.01)的mRNA表达呈低度相关,与CYP2B6(r=0.098,p=0.516)的mRNA表达无相关性。HNF1A-AS1与CYP3A4(r=0.425,p<0.05)蛋白表达呈中度正相关,与CYP1A2(r=-0.150,p=0.307)、CYP2C9(r=-0.299,p=0.992)的蛋白表达无相关性,与CYP2E1(r=0.425,p<0.05)的蛋白表达呈负相关。5.人肝脏组织标本中HNF1A-AS1与核受体表达的相关性HNF1A-AS1与CAR(r=0.596,p<0.001)和PXR(r=0.528,p<0.001)的mRNA的表达具有高度相关性,与HNF1A(r=0.451 p<0.01)的mRNA呈低度相关性,与AHR(r=-0.148,p=0.311)的mRNA表达无相关性。结论:Lnc-HNF1A-AS1/HNF1A通路参与相关核受体和CYPs表达的表达调控。