Vliv palmatinu na expresi cytochromů P450 1A

Denisa GERHARDOVÁ

Master's thesis

Effect of palmatine on the expression of cytochromes P450 1A

Abstract:

Palmatin je kvartérní protoberberinový alkaloid, který se vyskytuje např. v rostlinách Coptis chinensis a Corydalis yanhusuo, používaných v tradiční čínské medicíně zejména díky svým hepatoprotektivním, antidiabetickým a analgetickým vlastnostem. Tato práce se zabývá studiem vlivu palmatinu na aktivitu aryluhlovodíkového receptoru (AhR) a expresi cytochromů P450 1A1 a 1A2 (CYP1A1 a CYP1A2) v lidské hepatomové linii HepG2 a primárních kulturách lidských hepatocytů. Kolorimetrickým testem MTT bylo ověřeno, že palmatin není cytotoxický k buňkám HepG2 ani k lidským hepatocytům. Pouze při nejvyšší testované koncentraci palmatinu 50 mol.l-1 byl zaznamenán pokles viability buněk HepG2 na 92 %. Prostřednictvím exprese reportérového genu bylo zjištěno, že palmatin aktivuje AhR a zvyšuje aktivitu promotoru genu CYP1A1 v transfekováných buňkách HepG2. V buňkách HepG2 byla po inkubaci s palmatinem detekována zvýšená hladina mRNA CYP1A1 i aktivita enzymu CYP1A1 ve srovnání s kontrolou. Zvýšení však nebylo tak výrazné jako u 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxinu, nejsilnějšího aktivátoru AhR. V lidských hepatocytech palmatin způsobil pouze slabé zvýšení hladin mRNA CYP1A1 a CYP1A2, přičemž neovlivnil aktivitu enzymů CYP1A. Z provedené studie vyplývá, že palmatin v netoxických koncentracích aktivuje signální dráhu AhR, která vede ke zvýšené expresi CYP1A1 v buňkách HepG2, zatímco v primárních kulturách lidských hepatocytů je vliv palmatinu zanedbatelný.

Abstract:

Palmatine is a quaternary protoberberine alkaloid, occuring in plants such as Coptis chinensis and Corydalis yanhusuo that are used in traditional Chinese medicine mainly due to its hepatoprotective, antidiabetic and analgesic properties. The aim of this thesis was to examine the effect of palmatine on the activity of aryl hydrocarbon receptor (AhR) and on the expression of cytochromes P450 1A1 and 1A2 (CYP1A1 and CYP1A2) in the human hepatoma HepG2 cells and primary cultures of human hepatocytes. The colorimetric MTT test confirmed that palmatine is non-cytotoxic to HepG2 cells and human hepatocytes. Only in concentration 50 mol.l-1 palmatine caused decrease in viability of HepG2 cells to 92 %. Using the gene reporter assays we found that palmatine activates AhR and enhances promoter activity of CYP1A1 gene in transfected HepG2 cells. In HepG2 cells, palmatine also significantly increased mRNA levels of CYP1A1 and activity of CYP1A1. However, the effect of palmatine was weaker than effect of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxine, the most potent activator of AhR. In human hepatocytes palmatine caused only weak increase in CYP1A1 and CYP1A2 mRNA levels, while the enzyme activity of CYP1A remained unchanged. This study shows that palmatine at nontoxic concentrations activates AhR signaling pathway leading to an increased expression of CYP1A1 in HepG2 cells, whereas this effect is negligible in primary cultures of human hepatocytes.

Keywords

palmatin, protoberberinové alkaloidy, aryluhlovodíkový receptor, cytochrom P40, CYP1A1, CYP1A2

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2014

Accessible from:: 30. 4. 2014

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jiří Vrba, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry