Еще начальные фармакологические исследования продемонстрировали индукцию CYP3A глюкокортикоидами и, как это ни парадоксально, антиглоюкокортикоидами, что привело к идее существования неклассического глюкокортикоид-рецепторного механизма была и в итоге - к идентификации уникального представителя ядерного семейства рецепторов, прегнан X рецептора (PXR; NR1I2). Становилось все более и более очевидно, что PXR, также как другие ядерные рецепторы, посредник в процессе индукции CYP3A, где играет сложную роль, включая индуцибельность структурно разнообразными составами и обладает поразительными внутривидовыми различиями в индукционных профилях. Понимание значения роли ядерных рецепторов в регуляции экспрессии CYP3A и других генов P450 семейства предполагает дальнейшее определение физиологически функциональных и внутривидовых различий CYP3A в состоянии здоровья и болезни у человека.
Прегнан X рецептор (PXR)- представитель суперсемейства ядерных рецепторов, который появился в связи с развитием протекции организма от токсических химических веществ.PXR активируется структурно разнообразным спектром ксенобиотиков, включая широко используемые лекарственные препараты. Различные липофильные составы, продукты жизнедеятельности организма, такие как, желчные кислоты и стероиды, также активизируют PXR.PXR стимулирует транскрипцию цитохрома P450 3A монооксигеназ и других генов, вовлеченные в детоксикацию и элиминацию потенциально токсических веществ. Исследования PXR активации имеют важное значение для проектирования будущих лекарственных препаратов по двум причинам: с одной стороны, они могут использоваться, для определения возможностей отдельного лекарственного средства индуцировать экспрессию CYP3A гена и его взаимодействия с другими лекарственными препаратами.С другой стороны, PXR агонисты могут оказаться полезными в лечении заболеваний, при которых присходит аккумуляция токсических метаболитов, например холестатический синдром печени.
PXR включает стероид, ретиноид и рецепторы гормона щитовидной железы. Члены данного семейства функционируют как лиганд-активизируемые факторы транскрипции и играют основную роль в почти каждом аспекте развития индивидуума, а так же в физиологии взрослого организма. Члены семейства имеют общую структуру домена, которая включает высококонсервативную DNA, связанную с доменом (DBD) двумя “цинковыми пальцами”.DBD является рецептором-мишенью для коротких отрезков DNA (так называемых элементов ответа) в регуляторных областях целевых генов. Карбокси-терминалый регион ядерных рецепторов включает сохраненный лигандсвязующий домен (LBD), который служит сайтом состыковки лигандов, а также содержит мотивы димеризации и домены активации транскрипции (активатор функции - 2 (AF-2) геликса). Прикрепление лиганда к LBD заканчивается конформационным изменением в AF-2 геликсе, которое позволяет ядерному рецептору взаимодействовать с акцессорными белками и активизировать экспрессию целевых генов [48, 57, 58] [Bryan Goodwin1, Matthew R. Redinbo2, and Steven A. Kliewer , Regulation of CYP3A gene transcription by the PXR,Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2002. 42:1-23.].
Кульминацией вышеуказанных исследований можно считать признание того, что ядерные рецепторы подобные охарактеризованным для стероидных гормонов являются средствами индукции CYP3A. Таким образом, обширные данные, накопленные в процессе изучения этой группы физиологических лиганд-активируемых факторов транскрипции могут теперь быть расширены на всю систему метаболизма лекарственных средств.
Имеется большое количество факторов, способных воздействовать на токсичность и биотрансформацию лекарственных средств. Они обычно классифицируются на генетические и не-генетические, а также факторы окружающей среды. В последней категории, химическая экспозиция, в случае назначения лекарственных препаратов, профессиональные вредности на рабочем месте или загрязнение окружающей среды, воздуха и воды, ведет или к индукции или к ингибированию токсичности и метаболизма химических веществ.
Индукция определена как увеличение количества и активности метаболизирующего препарат фермента (DME), главным образом цитохромом P450 семейств от 1 до 4. Это длительное (часы и дни) последствие экспозиции химическим веществом.
Ингибирование ферментов P450 означает любое снижение уровня метаболизма специфического ксенобиотика другим ксенобиотиком, за счет одновременного присутствия в активном сайте фермента. В CYP3A семействе наблюдается также, активация P450 фермента аллокринными процессами.
Итак, классическое определение индукции - de novoсинтез новых молекул фермента в результате увеличения транскрипции его гена после стимуляции соответствующим химическим сигналом.
Интересным можно считать сообщение о том, что гормон роста и трийодтиронин регулируют гидроксилирование стероидов цитохромом P-450 (CYP) 3A изоформой, которая конститутивно экспрессируются главным образом в перивенозных областях печени. Сравнивая лизаты клеток, полученные от перипортальных и перивенозных ацинарных областей наблюдалось увеличение CYP3A экспрессии после гипофизэктомии, что происходило главным образом благодаря увеличению экспрессии в обычно малоактивной перипортальной области. Этот эффект был особенно сильно выражен у особей женского пола. Прием гормона роста восстанавливал перивенозный уровень экспрессии, что было подтверждено иммуногистохимическим анализом секций печени. Анализ перипортальных и перивенозных mRNA обратно транскриптазной PCR демонстрирует, что у мужчин изменения CYP3A2 mRNA происходят паралельно с изменениями на белковом уровне. У женщин, CYP3A2 mRNA был обнаружен только после гипофизэктомии, поэтому казалось, что зональные белковые изменения предшествуют изменениям уровням CYP3A1 mRNA. Применение животными с гипофизэктомией трийодтиронина также подавляло экспрессию CYP3A, как у самцов, так и у самок.
Однако, это произходило почти исключительно в перипортальных областях, что определялось и на белковом уровне, методами иммуноблоттинга и иммуногистохимически, а так же на CYP3A1 и 3A2 mRNA уровнях. Эти результаты указывают на то, что гормон роста и гормон щитовидной железы регулируют экспрессию CYP3A генов зоно- специфически, подавляя их транскрипцию в перипортальных областях печени. [Oinonen T, Lindros KO. Hormonal regulation of the zonated expression of cytochrome P-450 3A in rat liver.Biochem. J. (1995) 309, (55–61) (Printed in Great Britain)] Известно, что большинство взаимодействий лекарственных средств, посредством CYP3A - результат или индукции или ингибирования этого фермента [241]. CYP3A4 активность может быть индуцирована in vitro и in vivo кортикостероидами (например дексаметазоном), противосудорожными средствами (например фенилэтилбарбитуровая кислота, фенитоин, карбамазепин) и некоторыми антибиотиками например рифампицин, рифапентин (рифампицин стимулирует 7-этоксикумарин O-деэтилирование (ECOD) активность в микросомах человеческих легкого. Однако многие известные индукторы CYP3A4, такие как дексаметазон, рифампицин или фенилэтилбарбитуровая кислота, не индуцируют CYP3A5 активность in vitro. Некоторые индукторы, однако, увеличивают в печени CYP3A белковые уровни у животных при помощи стабилизации. Такая посттранскрипционная регуляция сначала демонстрировалось для тролеандомицина и других антибиотиков с макроциклическим лактонным кольцом, которые образуют устойчивые комплексы с ферментом. Механизм, благодаря которому это взаимодействие стабилизирует CYP3A относительно последующей деградации, неясен, но может быть связано с процессом цАМФ-зависимого фосфорилирования , который принимает участие в белковой денатурации (159)[Thummel K.E., In vitro and in vivo drug interactions involving human CYP3A.,Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1998. 38:389-430]