Background : Ginger has been extensively used in foods and traditional medicines in Asian countries. Despite its frequent consumption in daily life, the mechanism of potential interactions between ginger components-drug has not been examined. To elucidate the mechanism of governing the effects of 6-shogaol, a primary constituent of dried ginger, on human cytochrome P450 (CYP) isoenzymes an incubation studies were carried out using pooled human liver microsome (HLM). Methods and Results : CYP isoenzyme specific substrate was incubated with multiple concentrations of inhibitor, HLM and cofactors. 6-shogaol showed a potent inhibitory effect on CYP2C9, CYP1A2 and CYP2C19 with half maximal inhibitory concentration ($IC_{50}$) values of 29.20, 20.68 and $18.78{\mu}M$ respectively. To estimate the value of the inhibition constant ($K_i$) and the mode of inhibition, an incubation study with varying concentrations of each CYP isoenzyme-specific probe was performed. 6-shogaol inhibited CYP2C9 and CYP2C19 noncompetitively ($K_i=29.02$ and $19.26{\mu}M$ respectively), in contrast, the inhibition of CYP1A2 was best explained by competitive inhibition ($K_i=6.33{\mu}M$). Conclusions : These findings suggest that 6-shogaol may possess inhibitory effects on metabolic activities mediated by CYP1A2, CYP2C9 and CYP2C19 in humans.
Kim, Sunju;O, Heungchan;Kim, Jeong Ah;Lee, Seung Ho;Lee, Sangkyu
Mass Spectrometry Letters
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제5권3호
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pp.84-88
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2014
Licoricidin isolated from Glycyrrhiza uralensis is known to have anticancer, anti-nephritic, anti-Helicobacter pylori, and antibacterial effects. In this study, a cocktail probe assay and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) were used to investigate the modulating effect of licoricidin on cytochrome P450 (CYP) enzymes in human liver microsomes. When licoricidin was incubated at $0-25{\mu}m$ with CYP probes for 60 min at $37^{\circ}C$, it showed potent inhibitory effects on CYP2B6-catalyzed bupropion hydroxylation and CYP2C9-catalyzed diclofenac 4'-hydroxylation with half maximal inhibitory concentration ($IC_{50}$) values of 3.4 and $4.0{\mu}m$, respectively. The inhibition mode of licoricidin was revealed as competitive, dose-dependent, and non-time-dependent, and following the pattern of Lineweaver-Burk plots. The inhibitory effect of licoricidin has been confirmed in human recombinant cDNA-expressed CYP2B6 and 2C9 with $IC_{50}$ values of 4.5 and $0.73{\mu}m$, respectively. In conclusion, this study has shown the potent inhibitory effect of licoricidin on CYP2B6 and CYP2C9 activity could be important for predicting potential herb-drug interactions with substrates that mainly undergo CYP2B- and CYP2C9-mediated metabolism.
TSAHC [4'-(p-toluenesulfonylamido)-4-hydroxychalcone] is a promising antitumorigenic chalcone compound, especially against TM4SF5 (four-transmembrane L6 family member 5)-mediated hepatocarcinoma. We evaluated the potential of TSAHC to inhibit the catalytic activities of nine cytochrome P450 isoforms and of P-glycoprotein (P-gp). The abilities of TSAHC to inhibit phenacetin O-deethylation (CYP1A2), coumarin 6-hydroxylation (CYP2A6), bupropion hydroxylation (CYP2B6), amodiaquine N-deethylation (CYP2C8), diclofenac 4-hydroxylation (CYP2C9), omeprazole 5-hydroxylation (CYP2C19), dextromethorphan O-demethylation (CYP2D6), chlorzoxazone 6-hydroxylation (CYP2E1), and midazolam 1'-hydroxylation (CYP3A) were tested using human liver microsomes. The P-gp inhibitory effect of TSAHC was assessed by [$^3H$]digoxin accumulation in the LLCPK1-MDR1 cell system. TSAHC strongly inhibited CYP2C8, CYP2C9, and CYP2C19 isoform activities with $K_i$ values of 0.81, 0.076, and $3.45{\mu}M$, respectively. It also enhanced digoxin accumulation in a dose-dependent manner in the LLCPK1-MDR1 cells. These findings indicate that TSAHC has the potential to inhibit CYP2C isoforms and P-gp activities in vitro. TSAHC might be used as a nonspecific inhibitor of CYP2C isoforms based on its negligible inhibitory effect on other P450 isoforms such as CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2D6, CYP2E1, and CYP3A.
This study was designed to investigate the effects of glipizide on the pharmacokinetics of carvedilol after oral or intravenous administration of carvedilol in rats. Clinically carvedilol and glipizide can be prescribed for treatment of cardiovascular diseases as the complications of diabetes, and then, Carvedilol and glipizide are all substrates of CYP2C9 enzymes. Carvedilol was administered orally or intravenously without or with oral administration of glipizide to rats. The effects of glipizide on cytochrome P450(CYP) 2C9 activity and P-gp activity were also evaluated. Glipizide inhibited CYP2C9 activity in a concentration-dependent manner with 50% inhibition concentration ($IC_{50}$) of 18 ${\mu}M$. Compared with the control group, the area under the plasma concentration-time curve (AUC) was significantly increased by 33.0%, and the peak concentration ($C_{max}$) was significantly increased by 50.0% in the presence of glipizide after oral administration of carvedilol. Consequently, the relative bioavailability (R.B.) of carvedilol was increased by 1.13- to 1.33-fold and the absolute bioavailability (A.B.) of carvedilol in the presence of glipizide was increased by 36.8%. After intravenous administration, compared to the control, glipizide could not significantly change the pharmacokinetic parameters of carvedilol. Therefore, the enhanced oral bioavailability of carvedilol may mainly result from inhibition of CYP2C9-mediated metabolism rather than both P-gp-mediated effl ux in the intestinal or in the liver and renal elimination of carvedilol by glipizide.
간질은 가장 흔한 만성 신경 장애로 70% 이상의 환자에서 항전간제로 증상의 조절이 가능하다. 약물의 치료효과를 예측하는데 있어 개인이 가진 유전적 다형성이 부분적인 영향을 주는 것으로 알려지면서 항전간제의 효과에 영향을 주는 유전자 연구가 빠르게 진행되고 있다. 본 연구에서는 83명의 간질 환자를 대상으로 간질 환자의 약물대사와 관련된 것으로 알려진 유전자(CYP2C9, CYP2C19, ABCB1, SCN1A)의 다형성과 약물부작용의 관계에 대해 연구하였다. 연구 결과, 약물 이상 반응과 약물 용량의 상관관계는 통계적으로 유의한 수준은 관찰되지 않았다. 한편, carbamazepine 계열에서의 환자군에서는 SCN1A 유전자의 인트론 유전자 유전형 CC와 CT 유전형에 비해 TT 유전형에서 약물용량과 연관을 보였으며, 500 mg 이상의 용량을 투약한 환자에서는 TT 유전형에 비해 CC와 CT를 가진 유전형에서 통계적으로 유의한 상관성을 보였다.
This study was designed to investigate the effects of silibinin on the pharmacokinetics of carvedilol after oral administration of carvedilol in rats. Carvedilol was administered orally (3 mg/kg) with oral silibinin (0.3, 1.5 or 6 mg/kg) and intravenously (1 mg/kg) to rats. The effects of silibinin on P-glycoprotein (P-gp) and cytochrome P450 (CYP) 2C9 and CYP2D6 activity were also evaluated. Silibinin inhibited CYP2C9 and CYP2D6 enzyme activity with 50% inhibition concentration ($IC_{50}$) of 5.2 ${\mu}M$ and 85.4 ${\mu}M$, respectively. In addition, silibinin significantly enhanced the cellular accumulation of rhodamine-123 in MCF-7/ADR cells overexpressing P-gp. Compared with the control group, the area under the plasma concentration-time curve was significantly increased by 36.3-57.1%, and the peak concentration was significantly increased by 51.1-88.5% in the presence of silibinin after oral administration of carvedilol. Consequently, the relative bio-availability of carvedilol was increased by 1.13- to 1.57-fold and the absolute bioavailability was significantly increased by 38.6-59.7%. The time to reach peak concentration and the terminal half-life were not significant. The enhanced oral bio-availability of carvedilol may result from inhibition of CYP2C9-mediated metabolism and P-gp-mediated efflux of carvedilol rather than inhibition of CYP2D6-mediated metabolism in the intestine and/or in the liver by silibinin.
The differential effects of various fatty acids such as n-3 and n-6 types or degrees of unsaturation on the CYP2E1 induction and the production of lipid peroxidation (LPO) were investigated. The CYP2E1-transduced human hepatoma HepG2 cells (E47) were cultured in RPMI 1640 media containing different concentrations of various fatty acids up to 48 h incubation compared to 04 cells and CYP2E1-null cells. Treated fatty acids were linoleic acid (LA:n-6, C18:2), arachidonic acid (AA:n-6, C20:4) and docosahexaenoic acid (DHA:n-3, C22:6). The cell survival rate was decreased corresponding to the degree of unsaturation (LA>AA $\cong$DHA) and to LPO production in E47 and 04 cells. The four or five unsaturation degree of fatty acids, AA and DHA, caused time- and dose-dependent cell death in E47 cells but not as much as in C34 (without CYP2E1), suggesting an important role of CYP2E1 in the DHA mediated damage. In the levels of lipid peroxides (LPO), AA also elevated LPO by 3- and 5- fold compared to DHA or LA treated E47 cells. However, AA did not increase LPO until 48 h incubation in C34 cells. In conclusion, the polyunsaturated fatty acids induced CYP2E1 induction might be changed by the elevated levels of lipid peroxide (LPO) and oxidative stress through the connection of CYP2E1 and degrees of unsaturated fatty acids.
The aim of this study was to evaluate the bioequivalence of risperidone in healthy male subjects representing different CYP2D6 genotypes with respect to risperidone, 9-hydroxyrisperidone (9-OH-risperidone), and active moiety. A total of 506 Korean subjects were genotyped for $CYP2D6^*10$ by means of allele-specific polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Based on the genotype analysis, 24 subjects, 7 homozygous for $CYP2D6^*1$ for $^*10$, and 7 heterozygous for $^*10$, were recruited and received a single oral dose of 2 mg risperidone tablet in this study. Serum concentrations of risperidone and 9-OH-risperidone up to 48 h were simultaneously determined. There were no significant differences of the active moiety, risperidone, and 9-OH-risperidone between the two preparations in AUC_{0-{\propto}}$ and $C_{max}$. The 90% confidence intervals (Cls) for the ratio of means of the log-trans-formed AUC_{0-{\propto}}$ and $C_{max}$ for the active moiety, risperidone, and 9-OH-risperidone were all within the bioequivalence acceptance criteria of 0.80-1.25. The $CYP2D6^*10$ allele particularly was associated with higher serum concentrations of risperidone and the risperidone/9-OH-risperidone ratio compared with the $CYP2D6^*1$ allele. The results demonstrate that the two preparations of risperidone are bioequivalent and it can be assumed that they are therapeutically equivalent and exchangeable in clinical practice. Furthermore, the pharmacokinetic parameters of risperidone and the risperidone/9-OH-risperidone ratio are highly dependent on the CYP2D6 genotypes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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