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毒物快报。作者手稿；PMC 2016年6月15日提供。
以最终编辑形式发布为：
毒物快报。2015年6月15日；235(3): 216–217.
2015年4月6日在线发布。 数字对象标识：2016年10月10日/j.toxlet.2015.04.002
预防性维修识别码：项目经理4536554
NIHMSID公司：尼姆斯709460
PMID：25858113

细胞色素P450衍生与线粒体氧化应激醋氨酚肝毒性

哈特穆特·贾什克*和米切尔·麦吉尔
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摘要

对乙酰氨基酚肝毒性机制的评估实验系统，记住模型的相关性至关重要人类的系统。人体毒性的重要方面包括：细胞色素P450系统和蛋白质加合物的活性代谢产物形成，被认为会触发线粒体功能障碍和氧化剂压力最终导致坏死细胞死亡。如果模型未达到临界值使用了这一成熟机制的一部分关于人类毒性的信息必须受到质疑。因此，我们感觉到了有必要表达我们对最近出版的Jiang等人（2015）.

关键词：醋氨酚、肝毒性、氧化应激、线粒体、蛋白加合物、HepG2细胞

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我们饶有兴趣地阅读了由Jiang等人（2015）作者在其中揭露了人类肝癌细胞系HepG2对不同剂量的对乙酰氨基酚（APAP）的作用并测定线粒体氧化应激和基因表达改变。这背后的理由根据作者的调查，HepG2细胞不表达CYP2E1但其他APAP代谢CYP，如CYP1A2和CYP3A4。作者认为由于CYP2E1的低水平CYP2E1诱导活性氧（ROS）的形成，这提供了机会探讨APAP直接诱导的线粒体氧化性肝损伤。这可能是深入了解CYP2E1相对较低的个体的毒性机制表达和酶活性。”

我们将主要针对这份手稿的两个主要问题发表评论。首先，APAP肝毒性期间ROS形成的来源是什么？作者引用一个旧假设，即此模型中的氧化应激是由P450介导的APAP代谢。这个假设在1980年左右流行，当时人们认识到微粒体中的药物代谢可以产生活性氧(库坦和乌尔里奇，1982年). 温德尔和同事证明APAP诱导的脂质过氧化和肝损伤可以被消除并得出结论，P450介导的药物代谢是氧化应激源(温德尔和费尔斯坦，1981). 然而，Adams等人（1983年）在大鼠模型中，谷胱甘肽二硫化物（GSSG）没有增加在APAP代谢过程中形成ROS的指示物。这个观察结果是随后在小鼠模型中得到证实(史密斯和杰什克，1989年)随后在原代小鼠肝细胞中(Bajt等人，2004年). 此外，氧化应激在具有代谢能力的人类HepaRG细胞中，只有在蛋白质后才能检测到药物代谢后后期加合物的形成(麦吉尔等人，2011年). 另一个反对药物的论点代谢诱导的氧化应激是大鼠体内APAP过量引起的谷胱甘肽（GSH）缺乏，甚至一些蛋白质加合物形成，但没有氧化应激(McGill等人，2012b). 相反，我们可以清楚地证明高水平的GSSG选择性地积聚在线粒体中只有在药物代谢阶段之后(杰什克，1990). 选择性过氧亚硝酸盐的发现也支持了这一点线粒体的形成(Cover等人。，2005). 线粒体氧化应激与糖尿病发病机制的相关性APAP诱导的细胞死亡进一步证实为Sod2缺乏小鼠（Ramachandran等人，2011），过氧亚硝酸盐介导Sod2失活（Agarwal等人，2011）和线粒体的重要性铁转运在线粒体功能障碍机制中的作用(Kon等人，2010年). 这些数据和更多（请参阅Jaeschke等人，2012年),不支持P450介导的药物代谢与APAP肝毒性中氧化应激的来源体内或在中培养的肝细胞。相反，有大量证据表明氧化应激和过氧亚硝酸盐的来源是线粒体，线粒体需要P450介导的反应性代谢物形成和蛋白质加合物启动这一过程氧化应激。

第二，Jiang等人（2015）辩称HepG2细胞的CYP2E1水平较低，但CYP1A2和CYP3A4水平与HepaRG相似细胞。这个论点很值得怀疑，因为已经证明HepaRG与新分离的人相比，细胞实际上具有较低的CYP2E1水平肝细胞和远高于HepG2细胞的1A2和3A4水平(Aninat等人，2005年;Guillouzo等人，2007年; Kajsa等人，2008年）。与…对比HepG2细胞、HepaRG细胞表现出广泛的GSH耗竭、蛋白加合物形成、，线粒体功能障碍与细胞坏死(麦吉尔等，2011年). 事实上，HepG2细胞中的线粒体氧化应激据作者报告，大约比对照细胞高20%，ATP消耗量为48-72小时时小于20%(Jiang等人，2015年).相比之下，初级小鼠的氧化应激增加了1000%以上3-6小时内的肝细胞(Bajt等人。，2004)线粒体膜电位下降>80%细胞坏死前(Bajt等人，2004年;McGill等人，2011年;谢等人，2014). 因此，与数量变化相比在原代小鼠或人类肝细胞和代谢活性的HepaRG中观察到细胞，HepG2的线粒体功能障碍和氧化应激最少可能与人类APAP肝毒性的病理生理学无关。人类APAP肝毒性的典型案例(麦吉尔等人，2012年a)在原代人肝细胞中(谢等人，2014)以广泛的线粒体为特征损坏。有趣的是，尽管主要小鼠或人肝细胞与代谢活性肝癌细胞系HepaRG，仍然存在显著差异，（例如c-jun N末端激酶活化）在这些原代细胞和肝癌之间细胞系(谢等人，2014). 因此，尽管使用这些肝癌细胞系非常方便，尤其是HepG2细胞，从这些癌细胞获得的药物毒性机制数据应谨慎解释，避免对人类进行任何推断直到可以用原电池进行验证。

补充材料

单击此处查看。（1.1M，pdf格式）

致谢

支持作者实验室中与APAP肝毒性相关的工作部分由国家卫生研究院拨款R01 DK070195和DK102142，以及由国家研究资源中心（5P20RR021940-07）和美国国家普通医学科学研究所（8 P20 GM103549-07）卫生研究所。麦吉尔博士得到了“培训计划”的支持国家环境毒理学研究所T32 ES007079-26A2环境健康科学。

脚注

出版商免责声明：这是一个未编辑的PDF文件已被接受出版的手稿。作为对客户的服务我们正在提供这份手稿的早期版本。手稿将在校样出来之前，要经过编辑、排版和审查以最终可引用的形式发布。请注意，在制作过程中可能会发现可能影响内容的过程错误适用于该杂志的免责声明。

利益冲突

未声明

工具书类

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