Ex vivo ヒト全血アッセイにおけるセレコキシブのリピドミクス スクリーニング - パート B

非ステロイド性抗炎症薬 (NSAID) は、シクロオキシゲナーゼ (COX)-2 の阻害に選択的で、COX-2 由来のプロスタサイクリン (PGI2) およびプロスタグランジン (PG) E2 を抑制することで痛みと炎症を軽減します (1)。 しかし、8件のプラセボ対照臨床試験で、COX-2を特異的に阻害するように設計されたNSAIDは、患者を心筋梗塞、脳卒中、全身性高血圧および肺高血圧、うっ血性心不全、心臓突然死などの心血管リスクを増加させやすいことが明らかになった(1-3) ）。 心血管への悪影響は、強力な血管拡張剤および血小板活性化阻害剤である COX-2 由来の PGI2 の抑制に起因します (4; 5)。 研究チームは、マウスモデルにおいて、全体的な欠失、COX-2の選択的阻害または突然変異、あるいはPGI2受容体の欠失が血圧を上昇させ、血栓形成を促進することを示した(6)。 研究者らはさらに、血管のCOX-2欠失によりマウスが血栓症や高血圧になりやすくなること(7)、心筋細胞におけるCOX-2の選択的欠失が心機能不全を引き起こし、心臓に寄与する可能性がある誘発性不整脈誘発に対する感受性の亢進を引き起こすこと(8)を実証した。 COX-2 の阻害に特異的な NSAID を服用している患者で報告された心不全および不整脈。

NSAID によるこの心血管障害は、代替薬物標的としてのミクロソーム プロスタグランジン E シンターゼ-1 (mPGES-1) への関心を引き起こしました。 mPGES-1 は、COX-2 の下流で作用し、中間 COX エンドペルオキシド生成物 PGH2 の PGE2 への変換を触媒する誘導性 PG 末端シンターゼです (9)。 研究者らは、COX-2の発現または機能への干渉と同様に、mPGES-1の全体的または細胞特異的欠失がPGE2産生を抑制することを以前に報告している。しかし、COX-2とは異なり、全体的なmPGES-1欠損はPGI2の生合成を増強し、正常マウスまたは高脂血症マウスを血栓形成イベントや高血圧イベントにかかりやすくすることはない(9-11)。 mPGES-1-/- マウスにおける PGE2 の抑制と PGI2 の増加はどちらも、蓄積された PGH2 基質の PGI2 シンターゼへの再転換に起因します (10)。 さらに、mPGES-1 の全体的な欠失は、ワイヤー損傷に対する血管増殖反応を制限し (12)、アテローム発生を遅らせ、高脂血症マウスにおけるアンジオテンシン II 誘発腹部大動脈瘤形成を抑制します (10; 13)。 研究チームはまた、mPGES-1欠乏症がオゾン誘発性の気道炎症や気道過敏性に影響を及ぼさないことも示しており、mPGES-1の薬理学的阻害やエンドペルオキシドのPGD2への再転換は患者を気道機能不全のリスクにさらさない可能性があることを示唆している(14) 。 さらに、他の研究者らによる研究では、mPGES-1 を全体的に欠失させると、マウスの虚血後脳梗塞および脳虚血/再灌流における神経機能不全が軽減されることが示されています (15)。 また、mPGES-1 欠損は、げっ歯類の鎮痛モデルにおいて、マウスの過度の炎症や過敏症に対する感受性を低下させます (16; 17)。 総合すると、これらの発見は、mPGES-1 の薬理学的阻害により PGE2 抑制による抗炎症効果が維持される可能性があるが、PGI2 の増強により、mPGES-1 を標的とすることで選択的 COX-2 阻害剤に伴う心血管リスクを回避できる可能性があることを示唆しています。

mPGES-1 欠失に伴う PGH2 基質の再転換は、細胞レベルおよび全身 (尿中プロスタグランジン代謝物) で観察される普遍的な現象です。ただし、再転換産物のプロファイルは、細胞および組織の種類、疾患モデル、およびシステムの混乱の程度によって異なります (6; 10-14; 18-21)。 研究者らは、内皮細胞 (EC) または血管平滑筋細胞 (VSMC) の mPGES-1 が欠損しているマウスでは、PGI2 が主な基質再転換産物であるのに対し、骨髄細胞の mPGES-1 が欠失すると、主に PGH2 が短絡することを示しました。 TxA2(11) に向けて。 機能的には、骨髄細胞にmPGES-1が欠損しているマウスは血管損傷に対する反応が乏しく、これは骨髄mPGES-1が心血管薬の標的であることを示唆している。 したがって、細胞特異的な mPGES-1 の欠失は、異なるパターンの基質再転換をもたらし、システムの生物学的機能に影響を与える可能性があり、そのため医薬品開発が複雑になります。 不明なことは、遺伝子欠失または mPGES-1 の薬理学的阻害が、直接的 (基質再転換を介して) または間接的 (酵素発現に対するプロスタグランジン再転換産物の影響または細胞内産物へのさらなる代謝による) かどうかです (22)。機能的な結果を伴う経路。 例えば、AA-PGE2 代謝の混乱は、シトクロム P450 (23; 24)、ロイコトリエン、アナンダミド、2-アラキドニルグリセロール (2-AG) およびその他のカスケードによるアラキドン酸生成物の形成に影響を与える可能性があります (25)。 細胞レベルでは、LPS で前処理され、アラキドン酸 (AA) で刺激された mPGES-1-/- マクロファージは、12-HHT (12-ヒドロキシヘプタデカトリエン酸) の 5 倍の増加を示し、トロンボキサン A シンターゼへの基質の再転換を示します ( 18）。 COX-2 の阻害と欠失は、5-リポキシゲナーゼ (5-LO) 経路の代謝物 5-HETE (5-ヒドロキシエイコサテトラエン酸) およびロイコトリエン LTB4、LTC4、LTD4 (26-28)、および CYP450 カスケードの代謝物を増加させることが報告されています。 14,15-DHET/EET (ジヒドロキシエイコサトリエン酸/エポキシエイコサトリエン酸) (26)。 したがって、カスケードの特定の分岐が薬理学的に阻害されたり、遺伝的に除去されたりすると、基質AAが一方の経路からもう一方の経路に分流される可能性があります。

ここで研究チームは、受容体（LTC4、LTB4、EP4受容体）に拮抗する、または特定の成分（COX-1、COX-2、mPGES-1、5）を阻害する抗炎症薬および薬剤候補の広域リピドミクススクリーニングを実施します。 in vitro ヒト全血アッセイ (hWBA) におけるアラキドン酸経路の -KO、FLAP、LTA4A)。

パート A の in vitro 予備結果では、選択的 COX-2 阻害剤セレコキシブによる COX-2 の標的化がシクロオキシゲナーゼ経路だけでなくリポキシゲナーゼ カスケードにも影響を与えることが実証されました。 セレコキシブは、COX 由来生成物 PGE2、PGF2a、および TxB2 を阻害し、15-LOX カスケードの生成物である 15-HETE のレベルを大幅に低下させました。

パート B では、研究者らは、生体外での血漿脂質に対するセレコキシブの効果を研究することを提案しています。 健康で非喫煙の男性および女性のボランティアは、治療用量の200 mgのセレコキシブまたはプラセボ錠剤を単回摂取し、薬物投与の前後に血液および尿のサンプルを提供するよう求められます。 実験には、(i) ex vivo 全血アッセイが含まれます。このアッセイでは、セレコキシブの投与前および投与後 3 時間 (Tmax) に採取された血液中の脂質が測定され、LPS で刺激されます。(ii) 脂質代謝産物は、投与前および投与後 3 時間 (Tmax) に測定されます。セレコキシブ後の尿サンプル、(iii) 治験薬の薬物動態プロファイルを評価するために、セレコキシブの血漿および尿濃度が測定されます。

研究者らは、セレコキシブ治療を受けた被験者に対して行われたex vivo hWBAからの脂質プロフィールが、セレコキシブ治療を受けたヒト血液で得られたin vitro hWBAからの所見を再現すると予想している。