Permane X受容体はAHR/CYP1A1経路を調節し、肝臓細胞をベンゾ[α] - ピレン誘発DNA損傷から保護します

Permane X受容体（PXR）は、内因性および外因性毒物によって誘導される変異原性DNA損傷から細胞を保護する上で重要な役割を果たします。この保護機能は、多くの場合、PXR制御された代謝解毒に起因します。ここでは、PXRがBAPの生体活性化において極めて重要な役割を果たすアリール炭化水素受容体（AHR）の転写活性を阻害することにより、PXRがベンゾ - ピレン（BAP）誘導DNA損傷を減らすという新しい潜在的なメカニズムを報告します。十分に特徴付けられた3つの細胞株、つまりHepa1c1c7、Ahr +/ +を利用しました。BPRにはAHR義務的なパートナーARNTがありません。TAOはAHRを欠いており、COMETアッセイ（単一細胞ゲル電気泳動）を使用してBAP誘導DNA損傷を媒介する際にAHR/ARNT複合体の極めて重要な役割を分析します。PXR活性化は、HEPG2細胞とマウス肝細胞のBAP誘発DNA損傷を著しく阻害できることがわかりました。PXR-NULLおよび野生型マウスの肝細胞を使用して、プレグノロン16α-カルボニトリル（PCN）によるPXR活性化がBAP誘発DNA損傷を有意に阻害し、この保護効果がPXR-Null肝細胞で廃止されることを示しました。機械的には、PXR活性化は、培養肝細胞、またはC57BL/6Jマウスの肝臓でのBAP生体内変化に必要なCYP1A1、CYP1B1、およびCYP1A2のAHRターゲット遺伝子の発現を阻害しました。AHR応答性レポーターアッセイとクロマチン免疫沈降アッセイを使用して、PXR活性化が転写がAHR調節遺伝子発現を抑制することがわかりました。さらに、PXRはそのDNA結合ドメインでAHRを直接結合していることがわかり、この関連性は、チップアッセイに示すように、AHRの標的遺伝子への結合を防ぐ役割を果たす可能性があることがわかりました。まとめると、我々の研究は、PXRがBAP生体内変化を阻害することにより、BAP誘発DNA損傷から肝細胞を保護するという新しいメカニズムを明らかにしました。

Pregnane X receptor (PXR) plays an important role in protecting cells from mutagenic DNA damages induced by endogenous and exogenous toxicants. This protective function is often attributed to the PXR-regulated metabolic detoxification. Here we report a novel potential mechanism that PXR reduces benzo-[α]-pyrene(BaP)-induced DNA damage through inhibiting the transcriptional activity of aryl hydrocarbon receptor (AhR) which plays a pivotal role in the bioactivation of BaP. We have utilized three well-characterized cell lines, i.e. Hepa1c1c7, AhR +/+; Bpr lacks AhR obligatory partner ARNT; Tao, lacks AhR, to analyze pivotal role of AhR/ARNT complex in mediating the BaP-induced DNA damages using comet assay (single-cell gel electrophoresis). We found that PXR activation could significantly inhibit BaP-induced DNA damage in the HepG2 cells as well as mouse hepatocytes. Using PXR-null and wild type mouse hepatocytes we showed that PXR activation by pregnenolone 16α-carbonitrile (PCN) significantly inhibited BaP-induced DNA damage and this protective effect was abolished in PXR-null hepatocytes. Mechanistically, PXR activation inhibited expression of AhR-target genes for CYP1A1, CYP1B1 and CYP1A2 that are required for BaP biotransformation in cultured liver cells, or in the livers of C57BL/6J mice. Using an AhR-responsive reporter assay as well as chromatin immunoprecipitation assay we found that PXR activation transcriptionally represses AhR-regulated gene expression. Furthermore, we found that PXR directly bound AhR at its DNA-binding domain, and this association may play a role in preventing of the AhR from binding to its target genes as shown in the ChIP assay. Taken together, our study has revealed a novel mechanism by which PXR protects liver cells from BaP-induced DNA damage through inhibiting the BaP biotransformation.