RT-PCR을 이용한 원숭이의 약물대사효소 유전자 발현 연구

Abstract

사람에서의 대사와 독성을 예측하기 위한 적절한 모델로 생각되고 있는 원숭이의 약물대사효소 유전자 발현의 연구를 위하여 일본원숭이와 히말라야원숭이의 간, 소장, 뇌에서의 CYP1A1, GSTα, GSTμ, GSTπ, AhR, c-fos 등의 mRNA 발현정도를 RT-PCR을 이용하여 알아보았다. 또 임신한 성인 원숭이, 임신하지 않은 성인 원숭이, 태아 원숭이에서의 각각의 발현정도를 비교하였으며 3-methylcholanthrene (3MC), di-n-butylphthalate (DBP), bisphenol A (BPA)등이 이에 미치는 영향을 알아보았다. 그리고 CYP1A1과 AhR의 발현정도를 competitive PCR희 확인하였다. 일본원숭이와 히말라야원숭이의 간, 소장, 뇌 등 의 조직에서는 본질적으로 CYP1A1, GST, AhR, c-fos 등의 mRNA가 발현되었으며 태아 원숭이에서도 역시 발현되었다. 성인 원숭이의 CYP1A1 mRNA 발현 정도는 3MC 처치에 의해 간과 소장에서 10 배이상 증가되었고 뇌에서도 약 2배 증가되었다. 또 DBP 처치에 의해서도 임신한 원숭이의 간에서 8 배, 소장과 뇌에서 3 배 증가되었으며 임신하지 않은 원숭이에서도 간과 소장에서 2 배 증가되었다. 태아 원숭이의 CYP1A1 mRNA 발현정도는 간에서만 3MC와 DBP 처치에 의해 현저히 증가되었으나, DBP에 의해 증가된 정도는 3MC에 의한 증가정도의 10%에 그쳤다. 원숭이의 GST mRNA 발현에 미치는 3MC와 DBP의 영향은 명확하지 않았으나, GSTμ는 감소하고 GSTπ는 증가하는 경향을 많이 나타내었다 또 AhR과 c-fos mRNA는 3MC와 DBP 처치에 의해 성인 원숭이에서는 감소하는 경향을 보였으나 태아 원숭이에서는 일정한 경향을 나타내지 않았다. BPA의 태아 원숭이에의 노출은 약물대사효소의 유전자 발현에는 큰 영향을 주지 않았다. Competitive PCR을 이용하여 CYP1A1의 발현을 알아본 결과, CYP1A1의 본질적인 발현은 성인 원숭이의 간에서 가장 높았고 소장과 뇌는 비슷하였으나 소장에서 조금 더 높았다. 또 태아 원숭이의 간, 소장, 뇌는 비슷한 발현정도를 보였는데, 태아 원승이의 간에서의 CYP1A1 발현정도는 성인 원숭이의 10% 이하로 매우 낮았으나 소장과 뇌에서의 발현정도는 성인 원숭이에 비해 크게 낮지 않았다. AhR은 간과 뇌가 비슷한 발현정도를 보였고 소장은 이의 2% 정도의 매우 낮은 발현정도를 보였으며, 태아 원숭이도 성인 원숭이와 비슷한 발현정도를 나타내었다. 이와 같이, 원숭이에서의 CYP1A1, GST, AhR, c-fos 등의 유전자 발현을 확인하였다.;In order to understand the mechanism of the regulation of drug metabolizing enzyme gene expression, we have studied the induction of CYPIAI and GST α, μ, π enzymes in Japanese monkey and rhesus monkey after the treatment with 3-methylcholanthrene (3MC) and di-n- butyl phthalate (DBP) and bisphenol A (BPA). The levels of mRNA were measured by RT-PCR in brain, intestine and liver. The copies number of CYPIAI per 3/20㎍ was measured by competitive PCR. In the case of adult monkey, treatment with 3MC induced CYPIAI mRNA in brain by 2-fold, in intestine by 11-fold and in liver by 10-fold respectively. The treatment with DBP induced CYPIAI mRNA. Effects of 3MC and DBP on GST mRNA expression was not clear. But GSTμ was slightly inhibited by the treatment with 3MC and DBP GST α was not induced by the treatment with 3MC and DBP in liver and brain, but it was induced in intestine (1.5-fold). GSTπ was slightly induced by the treatment with 3MC and DBP in brain, intestine and liver. In the case of fetus monkey, the basal levels of fetus CYPIAI mRNA and GSTs mRNA were relatively low compared to adult monkey. As the age of monkey increased, the basal levels of CYPIAI mRNA were also increased. 3MC induced the expression of CYPIAI mRNA in liver, where as it didn't significantly induce CYPIAI mRNA in intestine and brain. The levels of GSTμ and GSTα were not changed by the treatment with 3MC and D8P. GSTπ was slightly induced by the treatment with 3MC and DBP. The treatment with 3MC and DBP inhibited the expression of AhR and c-fos mRNA in adult monkey. However, the treatment with BPA didn't significantly affect on expression of drug metabolizine enzyme in fetus monkey. The copy number of CYPIAI per RT product of 3/20㎍ total RNA was about 1×10^(3) in the 3MC-treated liver. 5×10^(4) in control liver. 5×10^(3) in 3MC-treated intestine and1×10^(3) in 3MC-treated brain. The treatment with 3MC inhibited AhR mRNAin liver, intestine and brain. The copy number of CYPIAI per RT product of 3/20㎍ total RNA was about 5×10^(4) in the control liver and brain, about 5×10^(3) in control intestine. In conclusion, CYPIAI, GST, AhR and c-fos mRNAare constitutively expressed in monkey liver, intestine and brain. After the treatment with 3MC and DBP, the expression of CYPIAI mRNA is significantly induced in adult monkey, whereas that of AhR and c-fos mRMA are inhibited.