國(guó)內(nèi)-首-家：IPHASE ABC家族BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體膜囊泡研發(fā)成功！

乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resistance protein /ATP-binding cassette subfamily G member 2，BCRP/ABCG2) 是ATP結(jié)合盒式轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族(ATP-binding cassette transporter，ABC) 的成員，是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的與腫瘤多藥耐藥和藥物-藥物相互作用相關(guān)的一種新的藥物外排泵，主要功能是限制其底物的腸道吸收、透過(guò)血腦屏障或胎盤屏障，實(shí)現(xiàn)機(jī)體生理屏障的作用。鑒于其對(duì)藥物代謝動(dòng)力學(xué)的重要作用，美國(guó)、歐洲和中國(guó)的藥品監(jiān)管部門相繼出臺(tái)指導(dǎo)原則，將轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的DDI研究列為評(píng)價(jià)新藥安全性和有效性的重要指標(biāo)，也明確指出應(yīng)應(yīng)研究該化合物與BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體的相互作用，為體內(nèi)研究提供參考。

基于以上需求，IPHASE/匯智和源繼成功研發(fā)SLC轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞，包括OATP1B1、OATP1B3、OAT1、OAT3、OCT2、MATE1、MATE2-K和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡P-gp后，又推出國(guó)內(nèi)-首-家BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體膜囊泡產(chǎn)品，助力新藥研發(fā)。

BCRP簡(jiǎn)介

BCRP是繼 P-gp 和 MRP1 耐藥蛋白之后發(fā)現(xiàn)的第三大外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，于1998年首-次從耐米托蒽醌、阿霉素和柔紅霉素的MCF-7人乳腺癌細(xì)胞中克隆得到。人類 ABCG2 基因編碼BCRP蛋白，編碼BCRP/ ABCG2基因的mRNA位于染色體4q22.1位點(diǎn)，基因跨度超過(guò)66 kb，由16個(gè)外顯子和15個(gè)內(nèi)含子組成，編碼655個(gè)氨基酸，相對(duì)分子質(zhì)量約為72KDa。

在結(jié)構(gòu)上，BCRP/ABCG2可以看成是由一個(gè)位于N末端的ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域（nucleotide binding domain, NBD）和一個(gè)位于C末端的有6個(gè)α螺旋結(jié)構(gòu)的橫跨膜結(jié)構(gòu)域（transmembrane domain, TMD）組成的半轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（half-transporte）；在功能上，由于ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)體發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)功能需要兩個(gè)NBD 結(jié)構(gòu)，故BCRP/ABCG2 要通過(guò)二硫鍵形成同源二聚體或多聚體構(gòu)成跨膜通道才有具有轉(zhuǎn)運(yùn)藥物的功能。

圖1 ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)體各家族的結(jié)構(gòu)

作為ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族的一員, BCRP與P-gp相似，BCRP也是利用ATP水解提供能量，將化合物從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外。和大多數(shù) ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)體的結(jié)構(gòu)相反，BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體的ATP 結(jié)合部位在-NH2端，跨膜區(qū)在-COOH 端。NBD負(fù)責(zé)結(jié)合ATP；TMD作為底物的結(jié)合部位, 決定轉(zhuǎn)運(yùn)底物的特異性。

圖2 BCRP的膜拓?fù)淠Ｐ?/span>

BCRP評(píng)估的意義

作為外排性轉(zhuǎn)運(yùn)體，BCRP在機(jī)體中分布廣泛。類似于P-gp，BCRP也表達(dá)在腸上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞、腎小管細(xì)胞和腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的頂側(cè)膜上。因此，BCRP被認(rèn)為在限制藥物透過(guò)腸道和血腦屏障的吸收，及藥物經(jīng)膽汁和腎臟的排泄中發(fā)揮重要的作用。BCRP作用底物多樣, 可介導(dǎo)多種外源性和內(nèi)源性化合物的細(xì)胞外排轉(zhuǎn)運(yùn)，如化療藥物、 抗生素、食物添加劑和雌激素等。

表1 BCRP 代表性底物

表2 BCRP 代表性抑制劑

指導(dǎo)原則也明確指出，需要評(píng)估BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體對(duì)藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)作用以及藥物對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)體的抑制作用。與P-gp一致，評(píng)估BCRP底物和抑制作用的意義在于：

1）與腸道吸收和血腦屏障相關(guān)；

2）如果藥物的口服生物利用度很低，意味著很可能是轉(zhuǎn)運(yùn)體的底物；

3）如果藥物是該轉(zhuǎn)運(yùn)體底物，很可能是導(dǎo)致非線性PK的因素（高劑量下的暴露量的升高）；

4）可能會(huì)影響到中樞用藥在腦部的分布以及有中樞毒性藥物的安全性（與轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制劑聯(lián)用會(huì)提高其腦部暴露濃度）；

5）高滲透性藥物可豁免該轉(zhuǎn)運(yùn)體的底物研究（即便被轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制劑抑制，也不會(huì)影響到藥物的過(guò)膜）。

IPHASE轉(zhuǎn)運(yùn)體產(chǎn)品

作為體外研究生物試劑引-領(lǐng)者，IPHASE以HEK293為載體，成功構(gòu)建轉(zhuǎn)染重組BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體，并通過(guò)特殊的手段制備成外翻膜囊泡，助力藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的DDI研究。

IPHASE技術(shù)人員以終濃度為1μM的丹曲林（Dantrolene）為底物，分別于ATP和AMP兩個(gè)不同的條件下與BCRP囊泡進(jìn)行孵育，通過(guò)LC-MS/MS檢測(cè)丹曲林的轉(zhuǎn)運(yùn)情況，結(jié)果顯示BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體膜囊泡ATP組的轉(zhuǎn)運(yùn)活性為AMP組的7.5倍，高于《藥物相互作用指導(dǎo)原則2020》規(guī)定的2倍，表明BCRP轉(zhuǎn)運(yùn)體膜囊泡構(gòu)建成功！

除ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體囊泡P-gp和BCRP外，IPHASE已成功推出全面匹配指導(dǎo)原則需求的SLC轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞及配套產(chǎn)品，供客戶自行選擇。

參考文獻(xiàn)：

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IPHASE/匯智和源憑借多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，推出了多領(lǐng)域、多種類的高-端科研試劑，為藥物早期研發(fā)提供篩選工具，為生命科學(xué)領(lǐng)域的探索提供新材料、新方法和新手段，為食品、藥品、化學(xué)品等的遺傳毒性研究提供便捷產(chǎn)品，望廣大科研工作者咨詢。

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