МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ ТЕСТОСТЕРОНА НА БЕЛОК-ТРАНСПОРТЕР Р-ГЛИКОПРОТЕИН
PDF

Ключевые слова

P-гликопротеин
тестостерон
клетки линии Caco-2
прегнан Х рецептор
конститутивный андростановый рецептор
андрогенный рецептор
вестерн-блот

Как цитировать

Слепнев, А. А., Щулькин, А. В., Абаленихина, Ю. В., Попова, Н. М., Черных, И. В., & Якушева, Е. Н. (2022). МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ ТЕСТОСТЕРОНА НА БЕЛОК-ТРАНСПОРТЕР Р-ГЛИКОПРОТЕИН. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 108(9), 1188–1199. https://doi.org/10.31857/S0869813922090059

Аннотация

Р-гликопротеин (Pgp) – эффлюксный мембранный белок-транспортер, играющий важную роль в фармакокинетике лекарственных веществ. Известно, что тестостерон может снижать активность и количество Pgp, однако механизмы его действия остаются неизученными. Цель исследования - изучить механизмы влияния тестостерона на функционирование Рgp, в частности, оценить роль андрогенного (AR), прегнан Х (PXR) и конститутивного андростанового рецепторов (CAR) в данном процессе in vitro и in vivo. In vitro на клетках линии Caco-2 воздействие тестостерона (1 и 10 мкМ) в течение 24 ч снижало количество Pgp (метод вестерн-блот) по сравнению с контролем. Ингибитор PXR – кетоконазол (1 и 10 мкМ, экспозиция 24 ч) не влиял на количество Pgp, а ингибитор CAR - CINPA в концентрации 10 мкМ уменьшал содержание Pgp. Комбинация CINPA 10 мкМ и тестостерона 10 мкМ также снижала содержание Pgp, однако количество транспортера достоверно не отличалось от показателей групп изолированного применения тестостерона и CINPA. In vivo на кроликах-самцах породы Шиншилла показано, что однократное внутримышечное введение тестостерона ундеканоата в дозе 24 мг/кг массы повышало уровень тестостерона в сыворотке крови на 21-е сутки исследования по сравнению с контролем, а после выполнения орхиэктомии его содержание на 21-е сутки снижалось. Относительное количество Pgp и CAR в тощей кишке кроликов при введении тестостерона уменьшалось, а после выполнения орхиэктомии – увеличивалось. Количество PXR и AR в тощей кишке кроликов в указанных группах статистически значимо не изменялось. Таким образом, в опытах in vitro и in vivo показано, что тестостерон снижает количество белка-транспортера Pgp, ингибируя CAR.

https://doi.org/10.31857/S0869813922090059
PDF

Литература

Mollazadeh S, Sahebkar A, Hadizadeh F, Behravan J, Arabzadeh S (2018) Structural and functional aspects of P-glycoprotein and its inhibitors. Life Sci 214:118–123. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2018.10.048

Chin KV, Liu B (1994) Regulation of the multidrug resistance (MDR1) gene expression (Review). In Vivo 8(5):835–841.

Gessner A, König J, Fromm MF (2019) Clinical Aspects of Transporter-Mediated Drug-Drug Interactions. Clin Pharmacol Ther 105(6):1386–1394. https://doi.org/ 10.1002/cpt.1360

Zhang J, Zhang M, Zhang J, Wang R (2020) Enhanced P-glycoprotein expression under high-altitude hypoxia contributes to increased phenytoin levels and reduced clearance in rats. Eur J Pharm Sci 1(153): 105490. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2020.105490

Shchulkin AV, Abalenikhina YV, Erokhina PD, Chernykh IV, Yakusheva EN (2021) The Role of P-Glycoprotein in Decreasing Cell Membranes Permeability during Oxidative Stress. Biochemistry (Mosc) 86(2): 197–206. https://doi.org/10.1134/S0006297921020085

Щулькин АВ, Якушева ЕН, Попова НМ (2013) Роль гликопротеина-Р в рациональной фармакотерапии в кардиологии. Рацион фармакотер в кардиол 9(6): 701–707. [Shchulkin AV, Yakusheva EN, Popova NM (2013) The role of glycoprotein-P in rational pharmacotherapy in cardiology. Rational Pharmacother Cardiol 9(6): 701–707. (In Russ)]. https://doi.org/10.20996/1819-6446-2013-9-6-701-707

Ерохина ПД, Абаленихина ЮВ, Щулькин АВ, Черных ИВ, Попова НМ, Слепнев АА, Якушева ЕН (2020) Изучение влияния прогестерона на активность гликопротеина-Р in vitro. Рос мед-биол вестн им акад ИП Павлова 28 (2): 135–142 [Erokhina PD, Abalenikhina YuV, Shchulkin AV, Chernykh IV, Popova NM, Slepnev AA, Yakusheva EN (2020) A study of influence of progesterone on activity of glycoprotein-P in vitro. IPPavlov Rus Med Biol Herald 28(2):135–142. (In Russ)]. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ2020282135-142

Zhang H, Xu H, Ashby ChR, Assaraf YG, Chen Zh, Liu H (2021) Chemical molecular-based approach to overcome multidrug resistance in cancer by targeting P-glycoprotein (P-gp). Med Res Rev 41 (1): 525–555. https://doi.org/10.1002/med.21739

Dey S, Gunda S, Mitra AK (2004) Pharmacokinetics of erythromycin in rabbit corneas after single-dose infusion: role of P-glycoprotein as a barrier to in vivo ocular drug absorption. J Pharmacol Exp Therap311 (1): 246–255. https://doi.org/10.1124/jpet.104.069583

Van Kalken CK, Broxterman HJ, Pinedo HM, Feller N, Dekker H, Lankelma J, Giaccone G (1993) Cortisol is transported by the multidrug resistance gene product P-glycoprotein. Br J Cancer 67(2): 284–289. https://doi.org/10.1038/bjc.1993.54

Yang CP, DePinho SG, Greenberger LM, Arceci RJ, Horwitz SB (1989) Progesterone interacts with P-glycoprotein in multidrug-resistant cells and in the endometrium of gravid uterus J Biol Chem 264: 782–788.

Nakayama A, Eguchi O, Hatakeyama M, Saitoh H, Takada M (1999) Different absorption behaviors among steroid hormones due to possible interaction with P-glycoprotein in the rat small intestine. Biol Pharm Bull 22: 535–538. https://doi.org/10.1248/bpb.22.535

Suzuki T, Zhao YL, Nadai M, Naruhashi K, Shimizu A, Takagi K, Takagi K, Hasegawa T (2006) Gender-related differences in expression and function of hepatic P-glycoprotein and multidrug resistance-associated protein (Mrp2) in rats. Life Sci 79(5): 455–461. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2006.01.024

Shchulkin AV, Yakusheva EN, Chernykh IV, Nikiforov AA (2017) The role of testosterone in the regulation of P-glycoprotein functioning. Biol Bull 44: 524–530. https://doi.org/10.1134/S1062359017050168

Shchul’kin AV, Yakusheva EN, Chernykh IV, Nikiforov AA, Popova NM (2017) Effects of testosterone on the functional activity of P-glycoprotein. Pharm Chem J 51(9): 743–747. https://doi.org/10.1007/s11094-017-1685-1

Hilgers AR, Conradi RA, Burton PS (1990) Caco-2 cell monolayers as a model for drug transport across the intestinal mucosa. Pharmac Res 7 (9): 902–910. https://doi.org/10.1023/a:1015937605100

Fuchs I, Hafner-Blumenstiel V, Markert C, Burhenne J, Weiss J, Haefeli W E, Mikus G (2013) Effect of the CYP3A inhibitor ketoconazole on the PXR-mediated induction of CYP3A activity. Eur J Clin Pharmacol 69 (3): 507–513. https://doi.org/10.1007/s00228-012-1388-1

Cherian MT, Lin W, Wu J, Chen T (2015) CINPA1 is an inhibitor of constitutive androstane receptor that does not activate pregnane X receptor. Mol Pharmacol 87 (5): 878–889. https://doi.org/10.1124/mol.115.097782

Moore LB, Maglich JM, McKee DD, Wisely B, Willson TM, Kliewer SA, Lambert MH, Moore JT (2002) Pregnane X receptor (PXR), constitutive androstane receptor (CAR), and benzoate X receptor (BXR) define three pharmacologically distinct classes of nuclear receptors. Mol Endocrin 16 (5): 977–986. https://doi.org/10.1210/mend.16.5.0828

Гацанога МВ, Черных ИВ, Щулькин АВ, Якушева ЕН, Попова НМ (2016). Можно ли оценивать принадлежность лекарственных веществ к субстратам гликопротеина-Р на самках кроликов породы шиншилла. Наука молодых (Eruditio Juvenium) 3: 5–10. [Gaczanoga MV, Cherny`x IV, Shhul`kin AV, Yakusheva EN, Popova NM (2016). Is it possible to assess the affiliation of medicinal substances to glycoprotein-P substrates on female chinchilla rabbits? Nauka molody`x (Eruditio Juvenium) 3: 5–10. (In Russ)].

Zhao C, Moon DG, Park JK (2013) Effect of testosterone undecanoate on hematological profiles, blood lipid and viscosity and plasma testosterone level in castrated rabbits. Can Urol Assoc J 7(3–4): 221–225. https://doi.org/10.5489/cuaj.507

Разина АВ, Фролова АИ, Сергеев МА (2010) Оптимизация общей анестезии на кроликах. Актуальн вопр ветерин и биол 1: 32–35. [Razina AV, Frolova AI, Sergeev MA (2010) Optimizaciya obshhej anestezii na krolikax. Akt Vopr Veterinarii i Biol 1: 32–35. (In Russ)].

Якушева ЕН, Черных ИВ, Щулькин АВ, Попова НМ (2014) Гликопротеин-Р: структура, физиологическая роль и молекулярные механизмы модуляции функциональной активности. Успехи физиол наук 45(4): 89–98. [Yakusheva EN, Cherny`x IV, Shhul`kin AV, Popova NM (2014) Glikoprotein-Р: struktura, fiziologicheskaya rol` i molekulyarny`e mexanizmy` modulyacii funkcional`noj aktivnosti. Uspexi fiziol nauk 45(4): 89–98. (In Russ)]

Buchman CD, Chai SC, Chen TA (2018) Current structural perspective on PXR and CAR in drug metabolism. Exp Opin Drug Metab Toxicol 14(6): 635–647. https://doi.org/10.1080/17425255.2018.1476488

Burk O, Kuzikov M, Kronenberger T, Jeske J, Keminer O, Thasler WE, Schwab M, Wrenger C, Windshugel B (2018) Identification of approved drugs as potent inhibitors of pregnane X receptor activation with differential receptor interaction profiles. Arch Toxicol 92(4): 1435–1451. https://doi.org/10.1007/s00204-018-2165-4

Rigalli JP, Ruiz ML, Perdomo VG, Villanueva SS, Mottino AD, Catania VA (2011) Pregnane X receptor mediates the induction of P-glycoprotein by spironolactone in HepG2 cells. Toxicology 285(1-2): 18–24. https://doi.org/10.1016/j.tox.2011.03.015

Slosky LM, Thompson BJ, Sanchez-Covarrubias L, Zhang Y, Laracuente ML, Vanderah TW, Ronaldson PT, Davis TP (2013) Acetaminophen modulates P-glycoprotein functional expression at the blood-brain barrier by a constitutive androstane receptor-dependent mechanism. Mol Pharmacol 84(5): 774–786. https://doi.org/10.1124/mol.113.086298

Forman BM, Tzameli I, Choi HS, Chen J, Simha D, Seol W, Evans RM, Moore DD (1998) Androstane metabolites bind to and deactivate the nuclear receptor CAR-beta. Nature 395: 612–615. https://doi.org/10.1038/26996

Kawamoto T, Kakizaki S, Yoshinari K, Negishi M (2000) Estrogen activation of the nuclear orphan receptor CAR (constitutive active receptor) in induction of the mouse Cyp2b10 gene. Mol Endocrinol 14(11): 1897–1905. https://doi.org/10.1210/mend.14.11.0547

Chan GNY, Hoque T, Cummins CL, Bendayan R (2011) Regulation of P-glycoprotein by orphan nuclear receptors in human brain microvessel endothelial cells. J Neurochem 118 (2): 163–175. https://doi.org/ 10.1111/j.1471-4159.2011.07288.x