PPARalpha-Agonisten-abhängige Induktion von CAR als möglicher Mechanismus zur Potenzierung der Phenobarbital-induzierten CYP2B1 Expression in vitro und in vivo

Der Constitutive Androstane Rezeptor (CAR) ist ein nucleärer Rezeptor (NR), der an der Induktion vieler Fremdstoff-metabolisierender Enzyme, wie z.B. des Cytochrom 2B1 (CYP2B1) der Ratte, durch Phenobarbital (PB)-ähnliche Induktoren beteiligt ist. Die Senkung des Grundumsatzes während des Fastens erfolgt maßgeblich durch eine von CAR gesteuerte Induktion Schilddrüsenhormon-abbauender Enzyme. Der im Fasten erhöhte Spiegel zirkulierender Fettsäuren führt zu einer Aktivierung eines weiteren NR, des Peroxisomenproliferator aktivierter Rezeptor alpha (PPARα). Vorarbeiten zeigten, dass PPARα-Agonisten in vitro in Hepatocyten (HC) die CAR-abhängige Induktion von CYP2B1 steigerten, ohne selbst CYP2B1 zu induzieren. Untersucht wurde, ob diese Beobachtung auch in vivo relevant ist, und welche Mechanismen der PPARα-abhängigen Potenzierung der CAR-induzierten CYP2B1-Expression zugrunde liegen. Männlichen Wistar Ratten wurde an drei fortlaufenden Tagen 3,13mg PB /kg Körpergewicht i.p. injiziert. Am dritten Tag wurde zum Teil gleichzeitig 50mg/kg Körpergewicht des PPARα-Agonisten WY 14643 i.p. verabreicht und Lebermikrosomen isoliert. Primär kultivierte HC von Ratten wurden mit PB und/oder PPARα-Agonisten inkubiert, die CYP2B-Aktivität fluorometrisch bestimmt, CYP2B und CAR Proteinmenge im Westerblot, CYP2B1-mRNA im Northern Blot, CAR mRNA durch Real-time PCR quantifiziert. CYPP2B1- und CAR-Promotoraktivität wurde mit Reportergenkonstrukten untersucht. In vitro steigerten PPARα-Agonisten die PB-abhängige Induktion der CYP2B-Aktivität, der Protein- und mRNA-Menge sowie der Transkriptionsrate unter Kontrolle des CYP2B1 Promotors in Abhängigkeit von der mutmaßlichen CAR-Bindungsstelle. PPARα-Agonisten steigerten die Expression von CAR auf Protein und mRNA-Ebene synergistisch mit PB und erhöhten die Transkription eines CAR-Promotorkonstrukts. Auch in vivo, in Lebermikrosomen von Ratten, denen 3,13mg PB/kg Körpergewicht verabreicht worden war, vervierfachte die Gabe des PPARα-Agonisten WY 14643 die PB-abhängige CYP2B1 Aktivität, ohne bei isolierter Gabe CYP2B1 Aktivität zu induzieren. Als ein möglicher Mechanismus wurde die PPARα-Agonisten-abhängige Induktion von CAR nachgewiesen. Daher könnte simultane Belastung mit PB-ähnlichen Induktoren und PPARα-Agonisten dazu führen, dass Endo- und Xenobiotika wie Testosteron oder Nitrosamine vermehrt abgebaut oder zu toxischen Metaboliten umgebaut werden, da diese Prozesse durch CAR-abhängig induzierte Enzyme katalysiert werden.