马兜铃酸(aristolochic acid，AA)是从马兜铃属植物中提取出来的硝基菲类化合物，是马兜铃酸肾病和巴尔干地方性肾病的主要致病因素。一般认为AA除可引起肾损伤外，还可与DNA形成加合物，诱发突变和致癌，国际癌症研究机构(IARC)2009年将其列为1类致癌物。体外研究表明细胞色素P450酶(CYP)可以代谢活化AA与DNA形成加合物，而CYP在体内是否参与AA-DNA加合物形成和致突变过程迄今未见报道。本实验室前期研究发现体内肝脏CYP参与AAⅠ代谢，减轻其肾毒性，表明肝脏CYP在药物代谢增毒和减毒过程中起着重要的作用。在此基础上，本课题重点围绕肝脏CYP在AAⅠ引起的肾脏DNA加合物形成中的作用以及与基因突变的关系，进一步探讨代谢活化在AA致突变和致癌过程中的作用，着力探索AA可能的致突变、致癌机理，为AA致癌机制的深入研究提供新思路。　　 首先本研究应用肝脏细胞色素P450特异敲除小鼠(Hepatic CYP ReductaseNull mouse，HRN)在肝脏CYP诱导、正常和缺失三种情况下比较了AAⅠ的血浆药动学、组织分布以及肾脏AAⅠ-DNA加合物形成。结果显示，与肝脏CYP功能正常的野生型小鼠(WT)比较，经肝脏CYP1A诱导剂β-萘黄酮(β-naphthoflavone，BNF)预处理后的WT小鼠AAⅠ血药浓度减少，氧化产物增加，消除加快，组织内AAⅠ原形和还原产物浓度减少，肾脏AAⅠ-DNA加合物含量明显减少(p=0.0002)；HRN小鼠AAⅠ缸药浓度增加，氧化产物减少，消除减慢，组织内AAⅠ原形和还原产物浓度增加，肾脏AAⅠ-DNA加合物含量显著增加(p=0.0004)。研究中只在HRN小鼠肝脏内检测到AAⅠ-DNA加合物。　　 为进一步探索研究肝脏CYP在体内对AAⅠ肾脏致突变中的作用，本研究将HRN小鼠与gpt delta转基因小鼠杂交，国内外首次建成肝脏细胞色素P450缺陷型gpt delta转基因小鼠(HRN/gpt)，为深入研究肝脏CYP代谢与致突变之间关系提供了全新的动物模型，目前已申请中国专利(申请号：201010607189.2)。结果发现：灌胃给予AAⅠ15 mg/kg，每w1次，连续4 w后，与野生型小鼠(WT/gpt)相比HRN/gpt小鼠肝脏和肾脏gpt基因点突变和gam基因的缺失突变频率明显增加。基因序列比对发现WT/gpt和HRN/gpt小鼠的点突变类型主要是AT→TA，而缺失突变则主要以-1 bp缺失为主。　　 此外，同时也开展了AAⅠ和AAⅡ致突变作用比较研究和HRN/gpt小鼠致癌研究。　　 综上，本研究应用已有的肝脏细胞色素P450小鼠模型(HRN)和gpt delta转基因小鼠，建立了全新的肝脏细胞色素P450功能缺陷型小鼠模型(HRN/gpt)，结合药代动力学方法和体内突变分析方法首次证明体内肝脏CYP参与AAⅠ代谢、降低肾脏AAⅠ-DNA加合物形成、降低AAⅠ引起的肾脏基因突变频率，说明肝脏CYP在AAⅠ诱发泌尿系统肿瘤过程中起着重要的作用，本研究结果可为AAⅠ诱发肿瘤机制的深入研究提供依据。