乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resistance protein /ATP-binding cassette subfamily G member 2,BCRP/ABCG2) 是ATP結(jié)合盒式轉(zhuǎn)運蛋白超家族(ATP-binding cassette transporter,ABC) 的成員,是近年來發(fā)現(xiàn)的與腫瘤多藥耐藥和藥物-藥物相互作用相關(guān)的一種新的藥物外排泵,主要功能是限制其底物的腸道吸收、透過血腦屏障或胎盤屏障,實現(xiàn)機體生理屏障的作用。鑒于其對藥物代謝動力學(xué)的重要作用,美國、歐洲和中國的藥品監(jiān)管部門相繼出臺指導(dǎo)原則,將轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)的DDI研究列為評價新藥安全性和有效性的重要指標,也明確指出應(yīng)應(yīng)研究該化合物與BCRP轉(zhuǎn)運體的相互作用,為體內(nèi)研究提供參考。
基于以上需求,IPHASE/匯智和源繼成功研發(fā)SLC轉(zhuǎn)運體細胞,包括OATP1B1、OATP1B3、OAT1、OAT3、OCT2、MATE1、MATE2-K和ABC轉(zhuǎn)運囊泡P-gp后,又推出國內(nèi)首家BCRP轉(zhuǎn)運體膜囊泡產(chǎn)品,助力新藥研發(fā)。
BCRP簡介
BCRP是繼 P-gp 和 MRP1 耐藥蛋白之后發(fā)現(xiàn)的第三大外排轉(zhuǎn)運蛋白,于1998年首次從耐米托蒽醌、阿霉素和柔紅霉素的MCF-7人乳腺癌細胞中克隆得到。人類 ABCG2 基因編碼BCRP蛋白,編碼BCRP/ ABCG2基因的mRNA位于染色體4q22.1位點,基因跨度超過66 kb,由16個外顯子和15個內(nèi)含子組成,編碼655個氨基酸,相對分子質(zhì)量約為72KDa。
在結(jié)構(gòu)上,BCRP/ABCG2可以看成是由一個位于N末端的ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域(nucleotide binding domain, NBD)和一個位于C末端的有6個α螺旋結(jié)構(gòu)的橫跨膜結(jié)構(gòu)域(transmembrane domain, TMD)組成的半轉(zhuǎn)運蛋白(half-transporte);在功能上,由于ABC 轉(zhuǎn)運體發(fā)揮轉(zhuǎn)運功能需要兩個NBD 結(jié)構(gòu),故BCRP/ABCG2 要通過二硫鍵形成同源二聚體或多聚體構(gòu)成跨膜通道才有具有轉(zhuǎn)運藥物的功能。
圖1 ABC 轉(zhuǎn)運體各家族的結(jié)構(gòu)
作為ABC轉(zhuǎn)運體家族的一員, BCRP與P-gp相似,BCRP也是利用ATP水解提供能量,將化合物從細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運到細胞外。和大多數(shù) ABC 轉(zhuǎn)運體的結(jié)構(gòu)相反,BCRP轉(zhuǎn)運體的ATP 結(jié)合部位在-NH2端,跨膜區(qū)在-COOH 端。NBD負責(zé)結(jié)合ATP;TMD作為底物的結(jié)合部位, 決定轉(zhuǎn)運底物的特異性。
圖2 BCRP的膜拓撲模型
BCRP評估的意義
作為外排性轉(zhuǎn)運體,BCRP在機體中分布廣泛。類似于P-gp,BCRP也表達在腸上皮細胞、肝細胞、腎小管細胞和腦毛細血管內(nèi)皮細胞的頂側(cè)膜上。因此,BCRP被認為在限制藥物透過腸道和血腦屏障的吸收,及藥物經(jīng)膽汁和腎臟的排泄中發(fā)揮重要的作用。BCRP作用底物多樣, 可介導(dǎo)多種外源性和內(nèi)源性化合物的細胞外排轉(zhuǎn)運,如化療藥物、 抗生素、食物添加劑和雌激素等。
表1 BCRP 代表性底物
Categoryname |
Drug |
Anthracenes |
Mitoxantrone, Bisantrene, Aza-anthrapyrazole |
Camptothecin derivates |
Topotecan, SN-38, Irinotecan, Diflomotecan |
Polyglutamates |
Methotrexate, Methotrexate-Glu2, Methotrexate-Glu3 |
Nucleoside analogs |
AZT, AZT 5′-monophosphate, Lamivudine (3TC) |
Other drugs |
Prazosin, Indolocarbazole, Flavopiridol, Nilotinib, Glyburide |
表2 BCRP 代表性抑制劑
Categoryname |
Drug |
Tyrosine kinase inhibitors |
Gefitinib, Erlotinib, Nilotinib, Lapatinib, Imatinib mesylate |
HIV protease inhibitors |
Ritonavir, Saquinavir, Nelfinavir, Lopinavir |
HCV protease inhibitors |
Boceprevir, Telaprevir |
Calcium channel blockers |
Dipyridamole, Nicardipine, Nimodipine, Nitrendipine |
Antifungal azoles |
Ketoconazole, Itraconazole, Fluoconazole |
Immunosuppressants |
Cyclosporin A, Tacrolimus, Sirolimus |
Other drugs |
Novobiocin, Tamoxifen, Reserpine, Omeprazole |
指導(dǎo)原則也明確指出,需要評估BCRP轉(zhuǎn)運體對藥物的轉(zhuǎn)運作用以及藥物對轉(zhuǎn)運體的抑制作用。與P-gp一致,評估BCRP底物和抑制作用的意義在于:
1)與腸道吸收和血腦屏障相關(guān);
2)如果藥物的口服生物利用度很低,意味著很可能是轉(zhuǎn)運體的底物;
3)如果藥物是該轉(zhuǎn)運體底物,很可能是導(dǎo)致非線性PK的因素(高劑量下的暴露量的升高);
4)可能會影響到中樞用藥在腦部的分布以及有中樞毒性藥物的安全性(與轉(zhuǎn)運體抑制劑聯(lián)用會提高其腦部暴露濃度);
5)高滲透性藥物可豁免該轉(zhuǎn)運體的底物研究(即便被轉(zhuǎn)運體抑制劑抑制,也不會影響到藥物的過膜)。
IPHASE轉(zhuǎn)運體產(chǎn)品
作為體外研究生物試劑引領(lǐng)者,IPHASE以HEK293為載體,成功構(gòu)建轉(zhuǎn)染重組BCRP轉(zhuǎn)運體,并通過特殊的手段制備成外翻膜囊泡,助力藥物轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)的DDI研究。
IPHASE技術(shù)人員以終濃度為1μM的丹曲林(Dantrolene)為底物,分別于ATP和AMP兩個不同的條件下與BCRP囊泡進行孵育,通過LC-MS/MS檢測丹曲林的轉(zhuǎn)運情況,
結(jié)果顯示BCRP轉(zhuǎn)運體膜囊泡ATP組的轉(zhuǎn)運活性為AMP組的7.5倍,高于《藥物相互作用指導(dǎo)原則2020》規(guī)定的2倍,表明BCRP轉(zhuǎn)運體膜囊泡構(gòu)建成功!
除ABC轉(zhuǎn)運體囊泡P-gp和BCRP外,IPHASE已成功推出全面匹配指導(dǎo)原則需求的SLC轉(zhuǎn)運體細胞及配套產(chǎn)品,供客戶自行選擇。
產(chǎn)品類別 |
產(chǎn)品名稱 |
規(guī)格 |
SLC轉(zhuǎn)運體 |
人OCT2 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人MATE2-K SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OAT1 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OAT3 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OATP1B1 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人OATP1B3 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人MATE-1 SLC轉(zhuǎn)運體 |
8-10million |
人MOCK/HEK293F細胞 |
8-10million |
轉(zhuǎn)運體輔助產(chǎn)品 |
優(yōu)選轉(zhuǎn)運體細胞培養(yǎng)基 |
30mL |
轉(zhuǎn)運緩沖液(pH7.4) |
50mL |
轉(zhuǎn)運緩沖液(pH8.0) |
100mL |
轉(zhuǎn)運緩沖液(pH8.4) |
100mL |
轉(zhuǎn)運HBSS Buffer(pH7.4) |
120mL |
多聚賴氨酸包被板96孔 |
96孔/1塊 |
多聚賴氨酸包被板48孔 |
48孔/1塊 |
多聚賴氨酸包被板24孔 |
24孔/1塊 |
多聚賴氨酸包被板6孔 |
6孔/1塊 |
參考文獻:
[1]吳茂鋒、劉暢、蘇時光、賈晶晶、方翼.腺苷三磷酸結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白家族成員乳腺癌耐藥蛋白基因多態(tài)性對藥代動力學(xué)影響的研究現(xiàn)狀[J].中國臨床藥理學(xué)雜志, 2020, 36(17):5.DOI:CNKI:SUN:GLYZ.0.2020-17-037.
[2]彭艷,周碧蘭,糜亞男.乳腺癌耐藥蛋白BCRP在腫瘤化療耐藥中的研究進展 [J].海峽藥學(xué), 2023, 35(7):1-4.DOI:10.3969/j.issn.1006-3765.2023.07.001.
[3]陳曉.關(guān)于乳腺癌耐藥蛋白BCRP/ABCG2的研究進展[J].海峽藥學(xué),2017,29(04):201-202.
[4]《藥物相互作用指導(dǎo)原則2020》
[5]梁辰美子.ABC轉(zhuǎn)運體創(chuàng)新模型的構(gòu)建及其相關(guān)代謝研究[D].華東師范大學(xué),2019.
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