Zeitschrift für Arzneimittelstoffwechsel und Toxikologie
Offener Zugang

Abstrakt

Höhere Expression von Cytochrom P450, UDP-Glucuronosyltransferase und Transportergenen in Nanosäulen-kultivierten Rattenhepatozyten-Sphäroiden

Ryosuke Takahashi, Akiko Hisada und Hiroshi Sonoda

Primäre Hepatozyten wurden bereits umfassend als Zellquellen für die Untersuchung des Arzneimittelstoffwechsels und der Pharmakokinetik (DMPK) in vitro untersucht. Mit dem Ziel, eine Methode zur Arzneimittelscreening in vitro zu etablieren, besteht das Ziel der vorliegenden Studie darin, eine umfassende Zunahme der DMPK-bezogenen Genexpression von mit Nanosäulen (NP) kultivierten 3D-Sphäroiden zu veranschaulichen. Um die Expressionsänderungen in DMPK-bezogenen Genen unter vier verschiedenen Bedingungen zu untersuchen, nämlich in NP-, Sandwich- (SW)-, Monolayer- (ML) kultivierten Rattenhepatozyten und frisch isolierten Hepatozyten, wurde eine genomweite Genexpressionsanalyse mithilfe eines DNA-Microarrays durchgeführt. Unter den DMPK-bezogenen Genen konzentrierte man sich auf Cytochrom P450, UDP-Glucuronosyltransferase und Transportergene. Die Hauptkomponentenanalyse zeigte, dass das globale Genexpressionsprofil in einer Probe aus einer NP-Kultur dem aus frisch isolierten Hepatozyten näher kam als dem aus einer SW-Kultur. Die Expressionen fast aller Cyp 1 bis 3 und Ugt-Gene von NP-kultivierten 3D-Sphäroiden waren höher als die von ML und SW. Die Expression des Abcc2-Gens, dessen Translationsprodukt eine entscheidende Rolle bei der Ausscheidung metabolisierter Gallensäuren in Hepatozyten in die Gallenkanälchen spielt, war bei NP dreimal höher als bei ML. Aus diesen Ergebnissen lässt sich schließen, dass 3D-Sphäroide, die durch die NP-Kultur gebildet wurden, eine höhere Stoffwechsel- und Ausscheidungsfähigkeit besitzen als 2D-Gewebe, das durch die herkömmliche Monolayer-Kultur gebildet wurde.