An enhanced in vivo stable isotope labeling by amino acids in cell culture (SILAC) model for quantification of drug metabolism enzymes
增强体内稳定同位素标记细胞培养氨基酸 (SILAC) 模型用于量化药物代谢酶
| 期刊: | Molecular & Cellular Proteomics | 影响因子: | 6.100 |
| 时间: | 2015 | 起止号: | 2015 Mar;14(3):750-60. |
| doi: | 10.1074/mcp.M114.043661 | 研究方向: | 代谢 |
| 细胞类型: | 其它细胞 | ||
文献解析
1. 文献背景信息
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标题/作者/期刊/年份:
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标题:An enhanced in vivo SILAC model for quantification of drug metabolism enzymes
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作者:A Kenneth MacLeod等(含C Roland Wolf等代谢研究权威)
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期刊:Molecular & Cellular Proteomics(IF=6.100,蛋白质组学领域重要期刊)
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年份:2015(时效性中等,但方法学仍有参考价值)
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研究领域与背景:
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领域:药物代谢酶(DME)的定量蛋白质组学,聚焦于细胞色素P450(Cyp)等酶在肝脏中的动态调控。
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现状/争议:DME(如Cyp1a、2b)在基础状态下表达量低,传统SILAC技术难以检测其诱导变化,限制了对药物代谢和毒理机制的研究。
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研究动机:
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填补空白:通过同步激活核受体增强DME表达,改进体内SILAC模型,解决低丰度酶定量难题,提升药物代谢研究的可靠性。
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2. 研究问题与假设
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核心问题:如何通过改进SILAC技术实现低丰度药物代谢酶的高灵敏度定量?
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假设:通过配体激活核受体诱导DME表达,可显著增强SILAC信号,从而精准量化Cyp等酶的表达变化。
3. 研究方法学与技术路线
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实验设计:
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比较诱导组(核受体配体处理)与非诱导组小鼠肝脏DME表达差异。
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使用HRN(肝P450还原酶缺失)小鼠模型验证方法实用性。
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关键技术:
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体内SILAC:代谢标记小鼠肝脏蛋白质。
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tHR/SIM LC-MS/MS:靶向高分辨率单离子监测,定量386个肽段(代表68种Phase I/II酶)。
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创新方法:
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首次将多核受体同步激活与SILAC结合,显著提升低丰度Cyp(如1a、2b)的检测灵敏度(单鼠检出115 vs. 56个肽段)。
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4. 结果与数据解析
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主要发现:
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诱导组:Cyp1a、2a、2b、2c、3a等亚家族酶信号增强,检出肽段数量翻倍(图1/2)。
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HRN小鼠:发现补偿性调控(如Cyp2b10、3a11上调;Hsd11b1下调),提示P450缺失引发代谢网络重塑(表1)。
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数据验证:
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通过多肽覆盖率和重复样本验证定量可靠性。
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局限性:
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仅聚焦肝脏,未涉及其他代谢器官;
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核受体激活可能干扰内源性代谢稳态。
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5. 讨论与机制阐释
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机制解释:
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核受体(如CAR、PXR)激活通过转录调控上调Cyp表达,补偿HRN小鼠的代谢缺陷。
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与既往研究对比:
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支持“Cyp亚型间功能冗余”假说(如2c家族成员协同补偿);
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补充了Hsd在代谢调控中的新角色(与既往研究较少关注该酶相关)。
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未解决问题:
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其他核受体(如PPARα)的协同作用机制;
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该方法在人类样本中的适用性。
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6. 创新点与学术贡献
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理论创新:
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提出“DME增强型SILAC”策略,为低丰度蛋白动态研究提供新思路。
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技术贡献:
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tHR/SIM方法可推广至其他难以定量的膜蛋白或转录因子研究。
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实际价值:
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优化药物代谢研究模型,助力临床前药物相互作用评估和个性化用药开发。
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总结:该文献通过方法学创新解决了DME定量难题,为药物代谢领域提供了高灵敏度的研究工具,尤其适用于基因修饰或药物处理动物模型的分析。后续研究可拓展至多器官联用或临床样本验证。
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