一、实验步骤
1. 准备检测试剂
- 将冻干 Luciferin Detection Reagent 和对应 Reconstitution Buffer 平衡至室温。
- 将整瓶重溶液加入冻干试剂瓶,轻轻颠倒混匀,并标注 CYP/底物名称。
- CYP2C19/H EGE、CYP2D6/ME EGE、CYP3A4/IPA 使用含 esterase 的重溶液。
- CYP1A2/1A2 和 CYP2B6/2B6 额外加入 d-Cysteine。
- 重溶试剂室温可放置约 24 小时,4°C 可放置约 1 周;避免反复冻融。
2. 准备底物
- 按目标 CYP 选择对应 P450-Glo 底物。
- 多数底物避光、-20°C 保存;Luciferin-PPXE 需 -70°C 或更低温度保存。
- 底物出现沉淀时,短暂升温至 37°C 并涡旋混匀。
- Luciferin-PPXE 用 100 mM Tris-HCl(pH 7.5)稀释。
3. 配制 2X NADPH regeneration system
| 组分 | 每孔体积 |
|---|---|
| Luciferin-free water | 22.0 µl |
| Solution A | 2.5 µl |
| Solution B | 0.5 µl |
| 总量 | 25.0 µl |
当天配制。A、B 混合后室温放置 5–10 分钟。CYP3A4 使用 BE、PFBE 或 PPXE 且采用高 KPO4 条件时,将 10 µl 1M KPO4 加入体系,并相应减少水量。
4. 配制 4X CYP reaction mixture
- CYP 膜制备物快速在 37°C 解冻,立即置冰上。
- 按每孔 12.5 µl 配制 4X CYP mixture。
- 先加入 KPO4 buffer 和 luminogenic substrate,最后加入 CYP。
- 每次加样后混匀,分装前再次混匀膜制备物。
- 用等量无 CYP 活性膜制备物配制 4X minus-P450 control。
5. 96 孔板生化 CYP 抑制实验
- 每孔加入不超过 12.5 µl 测试化合物;不足部分用水补足。Untreated 和 minus-P450 孔加入相同体积 vehicle。
- 加入 12.5 µl 4X CYP mixture;minus-P450 孔加入 12.5 µl control mixture。
- 37°C 或室温预孵育 10 分钟。
- 加入 25 µl 2X NADPH system,轻轻混匀。
- 在相同温度下反应 10–45 分钟,具体时间按 CYP/底物组合确定。
- 加入 50 µl Luciferin Detection Reagent。
- 振荡 10 秒。
- 室温放置 20 分钟。
- 用 luminometer 或 CCD 读取 RLU,建议积分时间 0.25–1 秒/孔。
6. 细胞非裂解实验
- 用测试化合物或诱导剂处理细胞,常用 24–72 小时。
- 处理结束后更换含 CYP 底物的新鲜培养基。
- CYP1A2/1A2 和 CYP2B6/2B6:移除培养基,使用 Krebs-Henseleit buffer 或 PBS 清洗两次,再加入含 3 mM salicylamide 的底物溶液。
- 按体系孵育:CYP3A4/IPA 30–60 分钟;CYP3A4/PFBE 3–4 小时;CYP2C9/H 3–4 小时;CYP1A1/1B1 约 3 小时;CYP1A2 30–60 分钟;CYP2B6 60–120 分钟。
- 取每孔 25 µl 培养液或 buffer 到白色发光板。
- 加入 25 µl Luciferin Detection Reagent。
- 室温放置 20 分钟后读取发光。
7. 细胞裂解实验
- 完成细胞处理和底物孵育。
- 直接向培养孔加入等体积 Luciferin Detection Reagent。
- 振荡使细胞裂解,室温放置约 20 分钟。
- 直接读取,或转移 50 µl lysate 到白色发光板后读取。
二、计算方法
1. 背景扣除
净信号 = 样品 RLU − 平均 minus-P450 RLU
2. 相对 CYP 活性
% CYP 活性 = 净 treated / 净 untreated × 100
3. 抑制率
% inhibition = 100 − % CYP 活性
4. IC50
将测试化合物浓度取 log 后作为 X 轴,将 % CYP 活性作为 Y 轴,用四参数 Logistic 曲线拟合,得到 IC50。
5. d-luciferin 标准曲线
- 5 mg Beetle Luciferin 溶于 7.85 ml 水,得到 2 mM 储备液。
- 取 40 µl 2 mM 储备液加 960 µl 水,得到 80 µM working stock。
- 依次配制 8、1.6、0.32、0.064 µM 的 4X 标准液。
- 同板设置最终 2、0.4、0.08、0.016 和 0 µM 标准孔。
- 用 0 µM 标准孔平均值扣除所有 RLU。
- 对标准孔做线性回归:X 为 d-luciferin 浓度,Y 为 RLU。
- 用样品 RLU 插值得到 d-luciferin 浓度。
- 根据反应体积、反应时间和 CYP 量换算活性。
活性换算:
活性 = d-luciferin 浓度 × 反应体积 ÷ CYP 量 ÷ 反应时间
例如 50 µl 反应中生成 1 µM d-luciferin,相当于 50 pmol;若加入 1 pmol CYP、反应 30 分钟,则活性为 1.67 pmol d-luciferin/pmol CYP/min。Luciferin-PPXE 的插值结果乘以 2。
三、结果与判读
1. 生化实验结果
- Untreated 孔代表 100% CYP 活性。
- Minus-P450 孔用于扣除底物、膜和体系本底。
- 测试组净信号低于 untreated,通常表示 CYP 抑制。
- 测试组净信号升高,可能是底物正协同,不一定是实验错误。
- IC50 越低,表示在该底物浓度和实验条件下表观抑制效力越强。
2. 细胞实验结果
- 先扣除无细胞孔背景。
- 将处理组净信号与 vehicle control 净信号比较。
- 诱导实验中信号升高表示 CYP 活性增加,但应使用选择性抑制剂确认信号来自目标 CYP。
- 非裂解实验可继续做细胞活力检测,并将 CYP 信号按细胞数归一化。
3. 异常结果判读
- 背景太高:检查 luciferin 污染、minus-P450 对照污染和底物保存。
- 信号太低:检查板型、CYP 保存温度、冻融次数、底物沉淀和 d-Cysteine。
- 抑制异常强:分别验证 CYP 抑制、luciferase 抑制、esterase 抑制和有机溶剂效应。
- CYP3A4 信号下降:优先检查 DMSO;BE/PFBE 体系最终 DMSO 应不超过 0.1%。
- PPXE 沉淀:改用 100 mM Tris-HCl(pH 7.5),混合后立即涡旋。
来源:Promega, P450-Glo™ Assays: Instructions for Use of Products, TB325, Revised 9/16。