ヒト肺におけるカルボキシレステーゼ（CES1およびCES2）の個体間変動性

肺は薬理学的に活性な臓器であり、肺薬の代謝は吸入薬の設計に興味深いものです。カルボキシレステーゼ（CESS）は、多くの構造的に異なるエステル、アミドおよびカルバメートの化学物質の加水分解を触媒する酵素です。主要な肝臓CESアイソザイム（CES1およびCES2）の存在、速度論、阻害、阻害、および個人間変動は、4-ニトロフェニルアセテート（PNPA）を使用して20人の20人のヒト肺のサイトゾルおよびミクロソームで調査されました。酢酸メチルバンパリフェリル（4-MUA）、およびフルオレセインジアセテート（FD）は、FDとは異なり、PNPAおよび4-MUAの加水分解速度（VMAX）の速度（VMAX）は、シトゾルよりもミクロソームで2倍でした。これらの細胞画分では、CES1マーカーとしてのPNPAのVmaxは、特定のCES2マーカーとしてFDのvmaxよりもはるかに大きかった（30〜50倍）。逆に、KM値は同じ酵素の関与を示唆する同等でした。阻害研究により、FD加水分解は、ビス-P-ニトロフェニルリン酸、フェニルメタンスルホニルフッ化物、およびロペラミド（CES2に特異的）によって阻害されたが、PNPAおよび4-MUA加水分解阻害は限られていることが明らかになりました。他のエステラーゼに選択的な阻害剤は、上記の活性に影響を与えることを逃しました。20個の肺サンプルのサイトゾルおよびミクロソームでは、PNPA（2.5〜5倍）、FD、または4-MUA（8〜15倍）の加水分解について個人間変動が見つかりました。CES1およびCES2遺伝子発現でも同様の変動が観察されましたが、肺サンプルの少数（n = 9）で決定されました。CES1とCES2の同定、およびヒト肺の変動性は、この臓器で活性化する必要があるプロドラッグの薬物代謝と設計に重要です。

Lungs are pharmacologically active organs and the pulmonary drug metabolism is of interest for inhaled drugs design. Carboxylesterases (CESs) are enzymes catalyzing the hydrolysis of many structurally different ester, amide and carbamate chemicals, including prodrugs. For the first time, the presence, kinetics, inhibition and inter-individual variations of the major liver CES isozymes (CES1 and CES2) were investigated in cytosol and microsomes of human lungs from 20 individuals using 4-nitrophenyl acetate (pNPA), 4-methylumbelliferyl acetate (4-MUA), and fluorescein diacetate (FD) as substrates the rates of hydrolysis (Vmax) for pNPA and 4-MUA, unlike FD, were double in microsomes than in cytosol. In these cellular fractions, the Vmax of pNPA, as CES1 marker, were much greater (30-50-fold) than those of FD, as a specific CES2 marker. Conversely, the Km values were comparable suggesting the involvement of the same enzymes. Inhibition studies revealed that the FD hydrolysis was inhibited by bis-p-nitrophenylphosphate, phenylmethanesulfonyl fluoride, and loperamide (specific for CES2), whereas the pNPA and 4-MUA hydrolysis inhibition was limited. Inhibitors selective for other esterases missed having any effect on above-mentioned activities. In cytosol and microsomes of 20 lung samples, inter-individual variations were found for the hydrolysis of pNPA (2.5-5-fold), FD or 4-MUA (8-15-fold). Similar variations were also observed in CES1 and CES2 gene expression, although determined in a small number (n = 9) of lung samples. The identification of CES1 and CES2 and their variability in human lungs are important for drug metabolism and design of prodrugs which need to be activated in this organ.