肝臓細胞における肝毒性ピロリジジンアルカロイドの代謝パターン

1,2-不飽和ピロリジジンアルカロイド（PA）による汚染は、特定の植物医療、食品、および動物飼料にとって深刻な問題です。これらのPAのいくつかは、主に肝臓で、シトクロムP450（CYP） - 触媒活性化を反応性（発熱およびピロール様）代謝物に触媒する上で、遺伝毒性および発がん性です。ここでは、一次培養およびヒトCYP3A4トランスフェクトHEPG2細胞におけるラット肝細胞における選択されたPAS（エキミジン、ユーロピン、ラシオカルピン、リコプサミン、レコプサミン、レトルサイン、およびセネシオニン）の代謝を調査しました。オープンチェーンディス剤エキミジンとラシオカルピンと環状ジステルセネシオニンは、ラット肝細胞で広範囲に媒体に放出される製品に広範囲に代謝されました。未確認の、おそらく不可逆的に結合した不可避の製品の大部分は、細胞内に残っていましたが、検出可能な量の反応性およびその他の代謝物がインキュベーション培地で見つかりました。HEPG2-CYP3A4細胞では、ラシオカルピンは、エキミジンとセネシオニンよりも広範囲に代謝され、これも発熱代謝産物の放出を引き起こしました。ヒト細胞では、レトルサインまたはリコプサミンのインキュベーションで発熱代謝物は検出されませんでしたが、両方の細胞タイプでユーロピンからそのような代謝物は検出されませんでした。他のタイプの代謝変化は、n-酸化物の形成のような側鎖脱メチル化や酸素化反応などの修正を構成しました。後者は解毒ステップと見なされ、環状糖尿病の主要な経路であり、エキミジンとリコプサミンにとってはそれほど際立っておらず、ラシオカルピンとユーロピンではほとんど無視できました。私たちのデータは、以前に公開されたCyToおよびGenotoxicityの所見と一致しており、代謝パターンが特定の同族体の特定の毒性効力に大きく寄与する可能性があることを示唆しています。さらに、ラット肝細胞とトランスフェクトされたヒトHEPG2細胞との間の特定の同族体で顕著な違いが見つかりました。これにより、特にヒト細胞では、モノステルでは非常に低いレベルの生物活性化が観察されました。

Contamination with 1,2-unsaturated pyrrolizidine alkaloids (PAs) is a serious problem for certain phytomedicines, foods, and animal feeds. Several of these PAs are genotoxic and carcinogenic, primarily in the liver, upon cytochrome P450 (CYP)-catalyzed activation into reactive (pyrrolic and pyrrole-like) metabolites. Here we investigated the metabolism of selected PAs (echimidine, europine, lasiocarpine, lycopsamine, retrorsine, and senecionine) in rat hepatocytes in primary culture and in human CYP3A4-transfected HepG2 cells. The open-chained diesters echimidine and lasiocarpine and the cyclic diester senecionine were extensively metabolized in rat hepatocytes into a broad spectrum of products released into the medium. A large portion of unidentified, possibly irreversibly bound, products remained in the cells while detectable amounts of reactive and other metabolites were found in the incubation media. In HepG2-CYP3A4 cells, lasiocarpine was more extensively metabolized than echimidine and senecionine which also gave rise to the release of pyrrolic metabolites. In human cells, no pyrrolic metabolites were detected in retrorsine or lycopsamine incubations, while no such metabolites were detected from europine in both cell types. Other types of metabolic changes comprised modifications such as side chain demethylation or oxygenation reactions like the formation of N-oxides. The latter, considered as a detoxification step, was a major pathway with cyclic diesters, was less distinctive for echimidine and lycopsamine and almost negligible for lasiocarpine and europine. Our data are in agreement with previously published cyto- and genotoxicity findings and suggests that the metabolic pattern may contribute substantially to the specific toxic potency of a certain congener. In addition, marked differences were found for certain congeners between rat hepatocytes and transfected human HepG2 cells, whereby a high level of bioactivation was found for lasiocarpine, whereas a very low level of bioactivation was observed for monoesters, in particular in human cells.