시험관 내 항염증제 및 후보 약물의 지질체학 스크리닝 - 파트 A

비스테로이드성 항염증제(NSAID)는 시클로옥시게나제(COX)-2 억제에 선택적이며 COX-2 유래 프로스타사이클린(PGI2) 및 프로스타글란딘(PG) E2를 억제하여 통증과 염증을 완화합니다(1). 그러나 8개의 위약 대조 임상 시험에서 특히 COX-2를 억제하도록 설계된 NSAID가 환자에게 심근 경색, 뇌졸중, 전신 및 폐 고혈압, 울혈성 심부전 및 심장 돌연사를 포함한 심혈관 위험을 증가시키는 경향이 있음이 밝혀졌습니다(1-3 ). 심혈관 부작용은 강력한 혈관확장제이자 ​​혈소판 활성화 억제제인 ​​COX-2 유래 PGI2의 억제에 기인합니다(4, 5). 우리 연구실은 전체 삭제, COX-2의 선택적 억제 또는 돌연변이 또는 PGI2에 대한 수용체의 삭제가 마우스 모델에서 혈압을 상승시키고 혈전 생성을 가속화한다는 것을 보여주었습니다(6). 우리는 혈관 COX-2 결실이 생쥐를 혈전증과 고혈압에 걸리게 하고(7), 심근세포에서 COX-2의 선택적 결실이 심장 기능 장애와 심부전에 기여할 수 있는 유발 부정맥 발생에 대한 감수성을 증가시킨다는 것을 추가로 입증했습니다(8). 및 COX-2 억제에 특이적인 NSAID를 복용하는 환자에서 보고된 심장 부정맥.

NSAID의 이러한 심혈관 위험은 대체 약물 표적으로서 microsomal prostaglandin E synthase-1(mPGES-1)에 대한 관심을 불러일으켰습니다. mPGES-1은 COX-2의 하류에서 작용하고 중간 COX 엔도퍼옥사이드 생성물 PGH2의 PGE2로의 전환을 촉매하는 유도성 PG 말단 합성효소입니다(9). 우리는 이전에 COX-2 발현 또는 기능에 대한 간섭과 유사하게 mPGES-1의 전체 또는 세포 특정 삭제가 PGE2 생산을 억제한다고 보고했습니다. 그러나 COX-2와 달리 전체 mPGES-1 결핍은 PGI2의 생합성을 증가시키고 정상 또는 고지혈증 마우스를 혈전 유발 또는 고혈압 사건에 걸리게 하지 않습니다(9-11). mPGES-1-/- 마우스에서 PGE2 억제 및 PGI2 증가는 축적된 PGH2 기질을 PGI2 합성효소로 재전환(rediversion)한 결과입니다(10). 더욱이, mPGES-1의 전체적인 결실은 와이어 손상에 대한 혈관 증식 반응을 제한하고(12), 동맥경화를 지연시키고, 고지혈증 마우스에서 안지오텐신 II-유도 복부 대동맥류 형성을 억제합니다(10, 13). 우리는 또한 mPGES-1 결핍이 오존 유발 기도 염증 또는 기도 과민성에 영향을 미치지 않는다는 것을 보여주었고 이는 mPGES-1의 약리학적 억제와 PGD2로의 endoperoxide 재전환이 기도 기능 장애의 위험에 처한 환자를 소인시키지 않을 수 있음을 시사합니다(14). 또한, 다른 사람들에 의한 연구는 mPGES-1의 전체적인 삭제가 쥐의 대뇌 허혈/재관류에서 허혈 후 뇌 경색 및 신경학적 기능 장애를 감소시킨다는 것을 나타냅니다(15). mPGES-1 결핍은 또한 무통증의 설치류 모델에서 마우스가 과도한 염증 및 과민성에 덜 민감하게 만듭니다(16; 17). 종합하면, 이러한 결과는 mPGES-1의 약리학적 억제가 PGE2 억제로 인한 항염증 효과를 유지할 수 있지만 PGI2 증가로 인해 mPGES-1의 표적화는 선택적 COX-2 억제제와 관련된 심혈관 위험을 피할 수 있음을 시사합니다.

mPGES-1 결실에 따른 PGH2 기질 재전환은 세포 수준에서 그리고 전신적으로(요로 프로스타글란딘 대사산물) 관찰되는 유비쿼터스 사건입니다. 그러나 재전환 산물의 프로파일은 세포 및 조직 유형, 질병 모델 및 시스템 동요 정도에 따라 다릅니다(6; 10-14; 18-21). 우리는 내피 세포(EC) 또는 혈관 평활근 세포(VSMC)에서 mPGES-1이 결핍된 마우스에서 PGI2가 우세한 기질 재전환 생성물인 반면, 골수 세포에서 mPGES-1을 삭제하면 PGH2가 대부분 TxA2(11). 기능적으로, 골수 세포에서 mPGES-1이 결여된 마우스는 심혈관 약물 표적으로서 골수 mPGES-1을 암시하는 혈관 손상에 대해 빈약한 반응을 나타냈다. 따라서 세포 특이적 mPGES-1 결실은 기질 재전환의 차등 패턴을 초래하고 시스템의 생물학적 기능에 영향을 미쳐 약물 개발을 복잡하게 만들 수 있습니다. 알려지지 않은 것은 mPGES-1의 유전적 결실 또는 약리학적 억제가 직접적으로(기질 재전환을 통해) 또는 간접적으로(효소 발현에 대한 프로스타글란딘 재전환 산물의 영향 또는 세포간 산물에 대한 추가 대사에 의해) 프로스타글란딘을 넘어 지질에 영향을 미칠 수 있는지 여부입니다. 기능적 결과가 있는 경로. 예를 들어, AA-PGE2 대사의 중단은 시토크롬 P450(23, 24), 류코트리엔, 아난다마이드, 2-아라키도닐글리세롤(2-AG) 및 기타 캐스케이드(25)에 의한 아라키돈산 생성물 형성에 영향을 미칠 수 있습니다. 세포 수준에서, LPS로 전처리되고 아라키돈산(AA)으로 자극된 mPGES-1-/- 대식세포는 12-HHT(12-hydroxyheptadecatrienoic acid)가 5배 증가하여 기질이 트롬복산 A 신타제로 전환됨을 나타냅니다. 18). COX-2의 억제 및 결실은 5-리폭시게나제(5-LO) 경로 5-HETE(5-하이드록시에이코사테트라에노산) 및 류코트리엔 LTB4, LTC4, LTD4(26-28)의 대사산물 및 CYP450 캐스케이드의 대사산물을 증가시키는 것으로 보고되었습니다. 14,15-DHET/EET(디히드록시에이코사트리엔산/에폭시에이코사트리에노산)(26). 따라서 기질 AA는 캐스케이드의 특정 가지가 약리학적으로 억제되거나 유전적으로 제거될 때 한 경로에서 다른 경로로 우회될 수 있습니다.

여기에서는 수용체(LTC4, LTB4, EP4 수용체)를 길항하거나 특정 성분(COX-1, COX-2, mPGES-1, 5-KO , FLAP, LTA4A) 시험관 내 인간 전혈 분석(hWBA)에서 아라키돈산 경로의. 건강한 비흡연 남성 및 여성 자원봉사자에게 헌혈을 요청합니다. 인간 전혈 분석에는 (i) 자극된 전혈의 다양한 시점에서 기준선 지질 수준 결정, (ii) 단일 개입 화합물로 처리된 사전 자극된 전혈의 지질 측정, (iii) 개입 화합물의 조합으로 처리된 사전 자극된 전혈. 우리는 초점을 맞춘 화합물이 다양한 염증 경로에 영향을 미쳐 새로운 패턴의 기질 재전환 및 이전에 알려지지 않은 지질 생성물의 측정을 야기할 것으로 기대합니다.