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马兜铃酸(aristolochic acid，AA)是马兜铃科马兜铃属植物中的主要成分，马兜铃酸的摄入是马兜铃酸肾病(aristolochic acid nephropathy，AAN)的致病因素，最新研究显示它也可能是巴尔干地方性肾病(Balkan endemicnephropathy，BEN)的致病因素，这两种肾病由于其病理和病因的特殊性使马兜铃酸肾毒性的机理研究广受关注。但是目前大多数研究都关注其致癌性且多数是体外研究，体内研究仅限于各种动物疾病模型的建立以及基本的代谢特征的研究，体内机理的深入研究较少。肝脏P450还原酶基因特异性敲除小鼠模型的建立，为研究从肾毒性的体内机理提供了新的途径和思路。该基因敲除(knockout，K0)小鼠的特点是：K0小鼠的肝脏P450酶由于丧失了其氧化还原搭档而导致活性丧失，但是其它器官中的P450酶没有受到影响。本中心引进该模型对P450酶在马兜铃酸的肾毒性中所起的作用进行了系统的体内外研究。
首先应用雄性K0小鼠研究了肝脏P450酶在AA肾毒性中的作用，发现肝脏P450酶在AA肾毒性中起了重要的解毒作用。体内毒性实验结果表明AA肾毒性在K0小鼠中高于野生型(WT)小鼠，而P450酶诱导剂3-甲基胆蒽(3-MC)的预给药则可以有效的保护WT小鼠中AA对肾脏的损害。体内代谢动力学结果表明这三种小鼠对从的体内清除能力随肝脏P450酶活性的增强而依次增强。组织分布检测、体外肝脏微粒体代谢实验、CYP1A活性和蛋白水平的检测，以及从和它的主要代谢产物细胞毒性实验等结果表明，肝脏P450酶主要可能通过加速从的体内清除减少其体内蓄积而发挥解毒作用。此外，我们发现C57雄性小鼠的AA肾毒性高于雌性小鼠，而肝脏P450酶对从的体内代谢不是导致从肾毒性雌雄差异的主要原因。对比雌雄K0小鼠中的AA肾毒性，发现相同剂量下雄性K0小鼠中从肾毒性依然高于雌性K0小鼠，体外实验表明肾脏CYP1A的表达和活性都明显低于肝脏CYP1A，且雌雄小鼠肾脏CYP1A的表达未有明显差异，而肾脏NAD(P)H：醌氧化还原酶(NQ01)的表达在雌雄小鼠中差异较大。以上研究初步表明肝脏P450酶不是导致AA肾毒性雌雄差异的主要原因，推测肾脏中除P450酶以外的酶在AA肾毒性中起了一定的作用，NQ01可能参与AA在肾脏中的转化。
综合而言，本课题通过应用肝脏P450还原酶基因特异性敲除小鼠模型，从毒性研究的角度，利用代谢方法学，系统的研究了从肾毒性的体内毒性机理，阐明了肝脏P450酶在从肾毒性中的解毒作用及其机制，并对肾脏P450酶以及其它主要代谢AA的酶在从肾毒性中的作用做了初步的探讨，这些结果为AA肾毒性的进一步的机理研究以及预防提供了重要的依据和提示。