细胞色素P450（Cytochrome P450,简称CYP450）是一类亚铁血红素蛋白超家族,在动植物和微生物中广泛分布,该超家族蛋白因其在450 nm处的特征吸收峰而得名。这一蛋白超家族广泛参与甾醇类激素等内源化合物的合成,以及多种药物、毒素等外源化合物在机体中的代谢过程。大量研究报道人CYP3A亚族（尤其是CYP3A4和CYP3A5）参与了超过60%的已知临床药物的代谢,因此人CYP3A亚族一直是药理学和毒理学中药物代谢研究的一个热点。猪是一种重要的牲畜动物,同时,由于猪的器官生理、结构和功能等方面都与人类非常接近,作为一种代表性药物评估动物模型已得到广泛应用。猪的CYP3A亚族由三个亚型组成,分别是CYP3A22、CYP3A29和CYP3A46。这三个猪的CYP3A亚型的在氨基酸序列和蛋白结构功能,与人CYP3A4具有高度一致性,提示猪的CYP3A亚族成员可能与人的CYP3A4存在着潜在的相似的本底调控机制。T-2毒素是一种主要通过镰刀菌的次级代谢产生的A型单端孢霉烯族化合物,是毒性最强的霉菌毒素之一。T-2毒素主要通过污染粮食作物及谷物饲料等农产品,从而引起人和畜禽动物的中毒反应,因此极大地威胁着人和动物的健康。研究报道猪CYP3A参与猪体内T-2毒素代谢。因此,探索和研究T-2毒素对其关键代谢酶的表达调控的影响,有助于人们进一步理解T-2毒素进入机体后,所引起的毒理效应及代谢转化的机制。本研究系统比对分析了人的代表性CYP3A亚型（CYP3A4,CYP3A5和CYP3A7）和猪的CYP3A亚型（CYP3A22,CYP3A29和CYP3A46）的近端启动子序列,发现它们的近端启动子具有两个位置和距离保守的反式作用元件CCAAT box和GC box。结合在顺式作用元件上的转录因子分别是核转录因子Y（Nuclear transcription factor Y,NF-Y）和特异蛋白1（Specificity protein 1,Sp1）。我们通过双荧光素酶报告基因实验,发现对于不同的CYP3A亚型,反式作用元件CCAAT box和GC box均参与基因转录激活,但是二者的激活程度存在差异,造成这种差异的主要原因是不同CYP3A亚型近端启动子上的反式作用因子的结合序列存在差异,导致其结合转录因子的能力强弱发生改变。使用凝胶阻滞、DNA亲和沉淀和染色质免疫共沉淀等实验分别从体外水平和体内水平,确认转录因子NF-Y和Sp1与CYP3A亚型的近端启动子直接结合。我们改变了NF-Y和Sp1的结合位点之间的距离,发现延长或缩短它们之间的距离都会降低CYP3A的启动子活性。说明CCAAT box和GC box之间相对保守的位置,通过影响NF-Y和Sp1的空间位置对其发挥转录激活功能产生影响。这些实验结果揭示了人和猪的CYP3A家族不同亚型基因之间存在相对保守的本底调控模式。猪的CYP3As作为T-2毒素体内代谢的关键代谢酶,在T-2处理下其mRNA水平均显著上调。通过放线菌素D预处理后再用T-2毒素处理则无诱导效果,证明了该诱导过程是转录水平的诱导。双荧光素酶实验证明转录因子NF-Y和Sp1共同介导T-2毒素对CYP3A29和CYP3A46的诱导。另一方面,T-2毒素处理后转录因子Sp1在核内的丰度增加,说明T-2毒素可能通过影响Sp1的修饰状态从而影响其亚细胞定位,引起猪的CYP3A亚族mRNA表达水平的增加。以上结果共同说明了人和猪的CYP3As是转录因子NF-Y和Sp1调控的靶基因,这两个元件之间相对保守的位置和距离对CYP3A的本底调控产生重要影响。本研究揭示了NF-Y和Sp1以一种相对保守的方式,共同参与了人和猪的CYP3A基因的本底调控,同时NF-Y和Sp1也参与介导了T-2毒素诱导的猪的CYP3A22,CYP3A29和CYP3A46的转录水平的上调。深入研究细胞色素CYP450的表达调控模式,有助于理解生物体内的各种药物和有毒物质的代谢机制和毒理效应产生的分子机理,为药物的开发和利用提供理论依据。