国内首家！ IPHASE CYP2C9重组酶：助力药物个性化开发

Keywords：CYP2C9；CYP2C9重组酶；细胞色素P450酶；药物代谢；基因多态性；药代动力学；药物-药物相互作用；CYP450；Recombinant CYP2C9 Enzyme；Cytochrome P450 enzyme；Drug metabolism；Genetic Polymorphism；Pharmacokinetics，PK；Drug-Drug Interaction, DDI;

细胞色素P450超家族（Cytochrome P450 enzyme, CYP450）是人体内负责内源性物质（如固醇类激素）和外源性物质（包括绝大多数临床药物）代谢的关键酶系，其功能直接影响药物的疗效、清除速率及潜在毒性。CYP450包含众多亚型，CYP1，CYP2，CYP3大家族的成员对治疗性药物、外源性物质和内源性物质的代谢起重要作用。其中，CYP2C是目前研究最广泛，特性最清楚的一个亚家族，包括CYP2C8，CYP2C9，CYP2C18和CYP2C19等异构体。在众多亚型中，CYP2C9基因编码的蛋白在人肝微粒体中含量丰富，仅次于CYP3A4，约占肝微粒体P450总量的20%，催化约有16%的临床常用药物，是药物-药物相互作用（Drug-Drug Interaction, DDI）的一个焦点，并具有高度基因多态性（Genetic Polymorphism）。然而，传统利用人肝组织或肝微粒体的研究模型成分复杂，难以特异性地剖析单一酶的功能。因此，IPHASE技术人员研发、生产了国内首家CYP2C9重组酶（Recombinant CYP2C9 Enzyme），为广大科研工作者提供了深入研究CYP2C9重组酶催化特性、抑制机制和基因多态性（Genetic Polymorphism）的模型工具。

01    CYP2C9酶
CYP2C9是细胞色素P450超家族中的重要成员，主要分布在肝脏内质网上。作为一种单加氧酶，它通过催化氧化反应，使脂溶性药物转化为水溶性代谢物，从而便于从体内排出。
【抗惊厥药】苯妥因(phenytoin)
【抗凝血】华法林(S-warfarin)、醋酸香豆素(acenocoumarol)、苯丙香豆素(phenprocoumon)
【抗糖尿】甲苯磺丁脲(tolbutamide)、格列苯脲(glibenclamide)、格列美脲(glimepiride)、格列吡嗪(glipizide)
【非甾体抗炎药(NSAIDS)】Celebrex (celecoxib)、双氯芬酸(diclofenac)、布洛芬(ibuprofen)、甲芬那酸(mefenamic acid)、 吡罗昔康(piroxicam)、替诺昔康 (tenoxicam)、氯诺昔康(lornoxicam)
【抗高血压】氯沙坦(losartan)、厄贝沙坦(irbesartan)
【利尿药】托拉塞米(torasemide)
【抗抑郁】氟西汀、舍曲林

由此可知，CYP2C9掌控着心血管、内分泌、中枢神经系统及镇痛抗炎等全身性的关键领域代谢。然而，在这些药物当中，一些具有比较窄的治疗指数的药物的代谢受到更多关注，如华法林、甲苯磺丁脲和苯妥因，因为CYP2C9 代谢活性的减损可能影响药物的体内实际剂量，还可能造成中毒。这正是由于CYP2C9的基因多态性（Genetic Polymorphism）造成的。

CYP2C9蛋白由490个氨基酸残基组成，分子量53KDa是一种膜结合的血红蛋白，其基因位于染色体区10q24.2上，全长约为55kb，由9个外显子构成。迄今已发现CYP2C9存在CYP2C9*2 ~ CYP2C9*35 多种突变等位基因，以野生型CYP2C9*1和突变型CYP2C9*2和CYP2C9*3最为常见。不同人群CYP2C9*2 和CYP2C9*3 基因突变频率不同，且差异明显。
【CYP2C9*1】野生型，正常代谢活性
【CYP2C9*2】c.430C>T，导致p.Arg144Cys氨基酸替换，活性降低30%
【CYP2C9*3】c.1075A>C，导致p.Ile359Leu氨基酸替换，活性降低80%
【其他罕见变异】*4, *5, *6, *8, *11等

根据CYP2C9基因型，可分为正常代谢型、中等代谢型、慢代谢型，具体如下:

02    IPHASE CYP2C9重组酶 Recombinant CYP2C9 Enzyme

在过去，研究CYP2C9的主要材料是人肝微粒体 、 人肝S9或人肝细胞，这些是含有所有药物代谢酶（包括CYP3A4, CYP2D6, CYP2C8等数百种酶）的混合物，具有特异性差、背景干扰强和个体差异干扰大等局限点。

因此，IPHASE作为体外研究生物试剂引领者，结合多种重组酶构建经验，以HEK293细胞为载体，将表达有重组CYP2C9的载体细胞破碎后，分离出微粒体组分，即成功构建国内首家CYP2C9重组酶。同时，为验证IPHASE CYP2C9重组酶的活性，IPHASE技术人员通过将终浓度分别为2.5uM的双氯芬酸和20pmole/mL的CYP2C9在37℃下共孵育5min，并利用LC-MS/MS方法检测其产物 双氯芬酸4'-羟化酶的代谢情况来验证其酶活，结果如下：

Marker Substrate Reaction	Rate
Diclofenac 4’-hydroxylase(2.5μM)	49.33 pmol/min/pmol P450

综上所述，CYP2C9作为人体内关键的药物代谢酶，其天然形式的活性由基因决定，个体差异显著，直接影响华法林等众多常用药物的疗效与安全。CYP2C9重组酶技术的突破，使我们能够在体外精准研究药物的代谢途径、速率及相互作用，极大加速了新药研发与安全性评估。更重要的是，它作为功能验证的核心工具，将个体的基因型与代谢表型直接关联，为临床实现“量体裁衣”式的个体化给药提供了坚实的科学基础，是推动精准医疗从概念走向实践的关键力量。

除了最新研发的重组酶CYP2C8，IPHASE凭借多年研发、生产经验，相继开发出了多种重组酶的相关产品，以助力广大客户体外研究。