不同种属动物脂质代谢差异与毒理学评价

不同种属动物脂质代谢差异

与毒理学评价

王宏涛

河北省中西医结合医药研究院新药评价中心

2012.10成都

2012年第二届中国药物毒理学年会1内容提要脂类与脂质代谢脂代谢与毒理学动物脂代谢特点药物与脂代谢结语2脂类和血脂脂类甘油三酯类脂分布：脂库储存脂（可变脂）储存和氧化分布：各种生物膜基本脂（固定脂）（磷脂、胆固醇（酯）、糖脂）甘油三酯磷脂胆固醇及其酯游离脂肪酸血脂脂蛋白血脂+载脂蛋白质游离脂肪酸+清蛋白复合体血浆脂蛋白3脂类的消化和吸收胆汁酸盐胆固醇酯酶胰磷脂酶A2胰脂酶磷脂脂肪酸、溶血磷脂胆固醇酯脂肪酸、游离胆固醇脂肪酸、一酰甘油脂肪乳化微团micelles重新酯化成甘油三酯等（肠粘膜细胞）载脂蛋白乳糜微粒CM淋巴血液4种类密度(kg/L)直径(nm)来源主要成分主要载脂蛋白主要功能CM<0.9575～1200小肠脂肪A,B-48,C-I,II,III,E运输食物中的脂肪和胆固醇VLDL0.95～1.00630～80肝脂肪B-100,C-I,II,III,E运输内源的脂肪IDL1.006～1.01925～35VLDL部分降解脂肪，胆固醇B-100,E一部分被肝吸收，一部分转变为LDLLDL1.019～1.06318～25IDL部分降解胆固醇B-100将胆固醇转运到外周组织HDL1.063～1.2105～12肝蛋白质A,C-I,II,III,D,E胆固醇的逆向运输，向CM和VLDL提供脂蛋白脂蛋白的结构和功能5人血浆脂蛋白的基本组成与功能脂蛋白游离胆固醇磷脂蛋白质甘油三酯胆固醇酯功能乳糜微粒252883运输外源性的脂质，尤其是甘油三酯VLDL71895412转运内源性甘油三酯。IDL919172233是VLDL向LDL转化过程的中间产物LDL92222614血浆中胆固醇约70%是在LDL内LDL的主要功能是运输体内的胆固醇HDL262844418将外周组织中的胆固醇转运至肝脏HDL332555314脂蛋白(a)918342366人不同基因对脂蛋白的调控作用基因（兔肝表达）对脂蛋白的影响对As的影响人肝脂酶VLDL↓，IDL↓，HDL↓抗As形成人LPLVLDL↓，IDL↓，LDL↑，HDL↓根据胆固醇水平抗或导致As的形成人LCATHDL↑，LDL↓抗As的形成人Apo(a)Apo(a)形成导致As形成人ApoAⅠHDL↑抗As形成人ApoB100HDL↓，LDL↑不清楚人ApoE2VLDL↑，IDL↑，HDL↑♀导致As形成人ApoE3VLDL↓，IDL↑，HDL↑高表达时，导致As形成7人脂蛋白代谢外源性代谢途径

指饮食摄人的胆固醇和甘油三酯在小肠中合成乳糜微粒及其代谢过程，乳糜微粒中的甘油三酯可经肝外组织中脂蛋白脂酶水解，释放出游离脂肪酸。乳糜微粒自身则变为残余颗粒经肝分解代谢。内源性代谢途径指由肝脏合成VLDL，后者转变为IDL和LDL，LDL被肝脏或其他器官代谢的过程，这一过程需要有肝脂酶和载脂蛋白E的参与。

高密度脂蛋白代谢称为胆固醇“逆转运”途径。HDL主要是由肝脏和小肠合成，HDL主要是经肝细胞表面的HDL受体进行分解代谢。8脂代谢与毒理学研究外源化合物机体毒效应♦物种体内的代谢动力学♦靶敏感性♦遗传性差异♦性别♦年龄特异性脂代谢异常9脂代谢异常的毒性相关性分析脂代谢紊乱毒性机制分析相关的毒理学改变肝功能、病理及其它生化和脏器病理改变实验动物脂代谢特点？与人体毒性相关性？♦潜在肝毒性♦胰岛素抵抗♦植物神经紊乱♦甲状腺素轴♦肾上腺轴♦生长激素等实验动物毒理学研究血脂水平异常脂蛋白异常肝脂等异常肝细胞脂肪变性……10不同种属物种脂肪酸合成部位不同

WernerG.Bergen，HarryJ.Mersmann.ComparativeAspectsofLipidMetabolism:ImpactonContemporaryResearchandUseofAnimalModels.JNutr.2005;135:2499–2502

11不同物种血浆脂蛋白含量不同

MariaLuzFernandez，JeffSVolek.Guineapigs:asuitableanimalmodeltostudylipoproteinmetabolism，atherosclerosisandinflammation［J］.NutrMetab(lond)，2006，3:17.12不同种属动物对胆固醇代谢不同胆固醇胆汁酸激活LXRαCYP7A1表达激活FXR诱导SHP与LXRα结合影响CYP7A1表达高胆固醇饮食调件下，小鼠、大鼠和特殊非人灵长类动物诱导CYP7A1表达，而家兔、仓鼠、非洲绿猴等动物高脂饮食不诱导甚至抑制CYP7A1的表达。虽啮齿类和人高脂饮食都诱导LXRα的表达，但是对CYP7A1的效应相反。BryanGoowin,Micheal.Watson，etal.DifferentialRegulationofRatandHumanCYP7A1bytheNuclearOxysterolReceptorLiverXReceptor-α.MolecularEndocrinology17(3):386–394肝CYP7A113小鼠与人体脂蛋白比较人小鼠CETP活性有无主要血浆脂蛋白LDLHDL对高脂和高糖食物敏感性有无ApoB编辑酶表达部位小肠肝脏和小肠血浆主要的ApoBApoBl00ApoB48含有B48的脂蛋白会被肝脏迅速清除，所以小鼠的血脂水平也较人类低得多；小鼠血浆中HDL、VLDL的浓度相对较高，其VLDL可以将肝脏合成的胆固醇运出肝脏，避免了在肝脏淤积形成脂肪肝，HDL可以使体内合成的胆固醇运送回肝脏，生成胆汁酸排出体外。14ApoE基因与小鼠脂代谢ApoE可将内源性和外源性的脂类转运至到肝脏进行分解代谢正常小鼠的胆固醇主要存在于HDL中，而ApoE是清除CM和VLDL的受体的配体，敲除ApoE基因后，胆固醇就主要存在VLDL中了ApoE基因敲除小鼠的TC明显增高，TG的水平也比正常小鼠高，但HDL却比正常的低VLDL中大量的胆固醇不能从小鼠体内降解，在ApoE基因敲除小鼠的体内蓄积起来，使得ApoE基因敲除小鼠的血浆胆固醇水平较高15大鼠与人体脂蛋白组成比较人大鼠LDL-C60%10%HDL-C30%80%LDL/HDL20.13VLDL-C10%CETP活性有低，仅为人类的14%16大鼠和人对CYP7A1的调控差异LXRs对CYP7A1的调控具有种属特异性大鼠和小鼠CYP7A1的启动子区域有LXRs的DR4型顺式作用元件人类CYP7A1的启动子区域不存在肝X受体反应元件，不受LXRs的调节此外，CYP7A1还受PPARα的正调控，维甲酸X受体和孕烷受体也能抑制CYP7A1的表达17豚鼠与人体脂蛋白的比较人豚鼠HDL30%20%LDL60%70%LDL/HDL23.5VLDL10%10%胆固醇主要载体LDLLDLFC在TC中的占比80-90%约80%CETP活性有约为人类的49%18豚鼠的脂代谢调节脂代谢紊乱胆汁酸激活FXRCYP7A1表达抑制胆固醇LDL无法及时清除TC、LDL增加胆固醇增加抑制SREBP转移至高尔基体抑制HMG-CoA还原酶LDL清除障碍19豚鼠脂代谢特点CYP7A1的表达受LXRs的正调控，同时受FXR的负调控。不同种属动物FXR、LXR介导的CYP7A1表达存在一定的差异性，豚鼠FXR表达易被激活，使CYP7A1表达不发生上调。豚鼠血中胆固醇浓度升高易引起脂代谢紊乱，进而形成高胆固醇血症。SREBP-2主要参与调节胆固醇的合成，而SREBP-1c是脂肪酸和脂肪合成中至关重要的调控因子。血清中TC、LDL的增加导致肝脏胆固醇含量增加，抑制SREBP转移至高