ヒトCYP2C基質の代謝に関連する犬の肝臓シトクロムP450のmRNAおよびタンパク質発現

1.犬からの新しい薬物曝露と毒物学データの解釈は、犬のシトクロムP450（CYP）の限られた分子および機能的知識によって和らげられます。目的は、ヒトCYPの基質の代謝、特にCYP2Cサブファミリーの代謝に関連して、肝犬CYPのmRNAおよびタンパク質発現を研究することでした。2.犬の肝臓ミクロソームによるS-ワルファリン（ヒトのCYP2C9）の7-ヒドロキシル化の割合（12人の男性と6人の女性）犬の平均+/- SD = 10.8 +/- 1.9 FMOL MG（-1）タンパク質min（-1））は、人間のそれよりも1.5〜1.5〜mignitured桁低かった。3. CYP2C19によってヒトで触媒されたS-メフェニトインの4'-ヒドロキシル化の速度も、犬の肝臓で低かった（4.6 +/- 1.5 pmol Mg（-1）タンパク質Min（-1））。対照的に、犬の肝臓によるメフェニトインのR-エナンチオマーの4'-ヒドロキシル化の速度ははるかに高かった。この反応の速度論（K（M）またはK（0.5）15-22 Micro M、V（MAX）35-59 PMOL Mg（-1）タンパク質Min（-1）、n = 4肝臓）の速度論は一貫していた単一の酵素の関与により。4. S-メフェニトインの発見とは対照的に、犬の肝臓ミクロソーム5'-ヒドロキシル化オメプラゾール（また、ヒトのCYP2C19によって触媒される）かなり高い速度（K（M）42-64マイクロM、V（MAX）22の範囲-46 pmol mg（-1）タンパク質min（-1）、n = 4肝臓）。5.オメプラゾールを除くすべての基質について、それらの代謝の性差が犬で観察されました（デキストロメトルファンN-デメチル化：女性範囲= 0.7-0.9、男性= 0.4-0.8 nmol Mg（-1）タンパク質分（-1）（P <0.02）; S-WARFARIN 7-ヒドロキシル化：女性= 9-15.5、男性= 8-12 FMOL MG（-1）タンパク質MIN（-1）（P <0.02）; R-Mephenytoin 4'-ヒドロキシル化：女性= 16-35、男性= 11.5-19 pmol mg（-1）タンパク質min（-1）（p <0.01）;オメプラゾール5'-ヒドロキシル化：女性= 15-20、男性13-22 pmol mg（-1）タンパク質Min（-1）（p <0.2））。6.すべての犬の肝臓はmRNAおよびCYP3A12、CYP2B11、CYP2C21タンパク質を発現し、性差は見つかりませんでした。CYP2C41 mRNAの発現は、11匹の犬のうち6匹の肝臓で検出できませんでした。7.相関分析は、CYP2B11がデキストロメトルファン（CYP3Aによってヒトで媒介される）のN-デメチル化と、犬の中のメフェニトイン（CYP2C19によってヒトで媒介）の4'-ヒドロキシル化、およびこの酵素とCYP3A12のS-contibuteを触媒することを示唆しました。ワルファリン7-ヒドロキシル化（CYP2C9によるヒトで媒介）。8.結論として、Alderley Park Beagle DogにおけるCYP2C41遺伝子の肝発現の明確なパターンを特定しました。さらに、反応速度、立体選択性、CYP酵素選択性に関して、ヒトCYP2C基質の代謝の顕著な違いが、この犬の株でヒトと比較して観察されました。

1. Interpretation of novel drug exposure and toxicology data from the dog is tempered by our limited molecular and functional knowledge of dog cytochromes P450 (CYPs). The aim was to study the mRNA and protein expression of hepatic dog CYPs in relation to the metabolism of substrates of human CYP, particularly those of the CYP2C subfamily. 2. The rate of 7-hydroxylation of S-warfarin (CYP2C9 in humans) by dog liver microsomes (mean +/- SD from 12 (six male and six female) dogs = 10.8 +/- 1.9 fmol mg(-1) protein min(-1)) was 1.5-2 orders of magnitude lower than that in humans. 3. The rate of 4'-hydroxylation of S-mephenytoin, catalysed in humans by CYP2C19, was also low in dog liver (4.6 +/-1.5 pmol mg(-1) protein min(-1)) compared with human liver. In contrast, the rate of 4'-hydroxylation of the R-enantiomer of mephenytoin by dog liver was much higher. The kinetics of this reaction (range of K(m) or K(0.5) 15-22 micro M, V(max) 35-59 pmol mg(-1) protein min(-1), n = 4 livers) were consistent with the involvement of a single enzyme. 4. In contrast to our findings for S-mephenytoin, dog liver microsomes 5'-hydroxylated omeprazole (also catalysed by CYP2C19 in humans) at considerably higher rates (range of K(m) 42-64 micro M, V(max) 22-46 pmol mg(-1) protein min(-1), n = 4 livers). 5. For all the substrates except omeprazole, a sex difference in their metabolism was observed in the dog (dextromethorphan N-demethylation: female range = 0.7-0.9, male = 0.4-0.8 nmol mg(-1) protein min(-1) (p < 0.02); S-warfarin 7-hydroxylation: female = 9-15.5, male = 8-12 fmol mg(-1) protein min(-1) (p < 0.02); R-mephenytoin 4'-hydroxylation: female = 16-35, male = 11.5-19 pmol mg(-1) protein min(-1) (p < 0.01); omeprazole 5'-hydroxylation: female = 15-20, male 13-22 pmol mg(-1) protein min(-1) (p < 0.2)). 6. All dog livers expressed mRNA and CYP3A12, CYP2B11, CYP2C21 proteins, with no sex differences being found. Expression of CYP2C41 mRNA was undetectable in the livers of six of 11 dogs. 7. Correlation analysis suggested that CYP2B11 catalyses the N-demethylation of dextromethorphan (mediated in humans by CYP3A) and the 4'-hydroxylation of mephenytoin (mediated in humans by CYP2C19) in the dog, and that this enzyme and CYP3A12 contribute to S-warfarin 7-hydroxylation (mediated in humans by CYP2C9). 8. In conclusion, we have identified a distinct pattern of hepatic expression of the CYP2C41 gene in the Alderley Park beagle dog. Furthermore, marked differences in the metabolism of human CYP2C substrates were observed in this dog strain compared with humans with respect to rate of reaction, stereoselectivity and CYP enzyme selectivity.