Caffeine increases Nr1i3 expression and potentiates the effects of its ligand, TCPOBOP, in mice liver

Abstract

Caffeine is one of the world's most consumed substances. It is present in coffee, green tea and guarana, among others. The xenobiotic-sensing nuclear receptor subfamily 1, group I, member 3 (Nr1i3), also known as the Constitutive Androstane Receptor (Car) is a key regulator of drug metabolism and excretion. No consistent description of caffeine effects on this receptor has been described. Thus, to unravel the effects of caffeine on this receptor, we performed experiments in mice. First, C57Bl/6 mice that were treated daily with caffeine (50 mg/kg) for 15 days presented a slight but significant increase in Nr1i3 and Cyp2b10 gene expression. A second experiment was then performed to verify the effects of caffeine on TCPOBOP (1,4-bis-[2-(3,5-dichloropyridyloxy)]benzene, 3,3′,5,5′-tetrachloro-1,4-bis(pyridyloxy) benzene), the most potent agonist known for mice Nr1i3. Interestingly, caffeine potentiated TCPOBOP pleiotropic effects in mice liver, such as hepatomegaly, hepatotoxicity, hepatocyte proliferation and loss of cell-to-cell communication through gap junctions. In addition, caffeine plus TCPOBOP treatment increased liver gene expression of Nr1i3 and Cyp2b10 comparing with only caffeine or TCPOBOP treatments. Together, these results indicate that caffeine increases the expression of Nr1i3 in mice liver, although at this point it is not possible to determine if Nr1i3 directly or indirectly mediates this effect.Uniterms: Caffeine/effects/experimental study. Androstane constitutive receptor/caffeine effects. 1,4-bis-[2-(3,5-dichloropyridiloxy)]benzeno,3,3′,5,5-tetracloro-1,4-bis(pyridiloxy)benzene/caffeine effects. Cytochrome p450.A cafeína é uma das substâncias mais consumidas mundialmente, estando presente no café, chá-verde e guaraná, entre outros. O receptor sensor de xenobióticos Receptor Nuclear subfamília 1, grupo I, membro 3 (Nr1i3, mais conhecido como Androstano Consititutivo -Car) é um regulador chave da biotransformação e excreção de substâncias e nenhuma descrição consistente dos efeitos da cafeína sobre este receptor foi feita. Então, para avaliar os efeitos da cafeína sobre este receptor, realizamos experimentos em camundongos. Primeiramente, camundongos C57/Bl/6 foram tratados diariamente com cafeína (50 mg/kg) por 15 dias e apresentaram um leve, mas significativo, aumento na expressão do Car e do seu gene alvo Cyp2b10. Assim, um segundo experimento foi realizado para verificar os efeitos da cafeína sobre o TCPOBOP (1,4-bis-[2-(3,5-dicloropiridiloxi)]benzeno,3,3′,5,5′-tetracloro-1,4-bis(piridiloxi)benzeno), o mais potente agonista do Nr1i3 de camundongos conhecido. Interessantemente, a cafeína potencializou os efeitos pleiotrópicos do TCPOBOP no fígado dos camundongos, como hepatomegalia, hepatotoxicidade, proliferação celular e perda da comunicação intercelular por junções do tipo gap. Os camundongos tratados com cafeína e TCPOBOP apresentaram maior expressão gênica de Nr1i3 e Cyp2b10, quando comparados aos camundongos tratados apenas com cafeína ou TCPOBOP. Juntos, nossos resultados indicam que a ...

Regulation of CAR and PXR Expression in Health and Disease

“…Catalpol extracted from Rehmannia glutinosa reverses triptolide-mediated CAR inhibition [302]. Caffeine, one of the world's most consumed substances, causes a slight but significant increase of Car expression and potentiates the pleiotropic effects of TCPOBOP (the most potent mouse CAR ligand) in mouse liver, including hepatomegaly and hepatocyte proliferation [305].…”