体外抗炎药物和候选药物的脂质组学筛选 - A 部分

非甾体类抗炎药 (NSAID) 选择性抑制环氧合酶 (COX)-2，通过抑制 COX-2 衍生的前列环素 (PGI2) 和前列腺素 (PG) E2 来减轻疼痛和炎症 (1)。 然而，八项安慰剂对照临床试验表明，旨在特异性抑制 COX-2 的非甾体抗炎药使患者易患心血管疾病，包括心肌梗塞、中风、全身性和肺动脉高压、充血性心力衰竭和心源性猝死 (1-3) ). 心血管不良反应可归因于 COX-2 衍生的 PGI2 的抑制，PGI2 是一种有效的血管扩张剂和血小板活化抑制剂 (4; 5)。 我们的实验室已经表明，在小鼠模型中，COX-2 的整体缺失、选择性抑制或突变，或 PGI2 受体的缺失会升高血压并加速血栓形成 (6)。 我们进一步证明，血管 COX-2 缺失使小鼠易患血栓形成和高血压 (7)，并且心肌细胞中 COX-2 的选择性缺失会导致心脏功能障碍和诱发心律失常的易感性增强 (8)，这可能导致心力衰竭服用抑制 COX-2 特异性非甾体抗炎药的患者报告心律失常。

NSAIDs 的这种心血管危害促使人们对微粒体前列腺素 E 合酶 1 (mPGES-1) 作为替代药物靶点产生了兴趣。 mPGES-1 是诱导型 PG 末端合酶，作用于 COX-2 的下游，催化中间体 COX 内过氧化物产物 PGH2 转化为 PGE2 (9)。 我们之前曾报道过，与干扰 COX-2 表达或功能类似，mPGES-1 的全局或细胞特异性缺失会抑制 PGE2 的产生；但与 COX-2 不同的是，整体 mPGES-1 缺乏会增加 PGI2 的生物合成，并且不会使正常或高血脂小鼠易患血栓形成或高血压事件 (9-11)。 在 mPGES-1-/- 小鼠中，PGE2 的抑制和 PGI2 的增加都是由于积累的 PGH2 底物重新转向 PGI2 合酶 (10)。 此外，mPGES-1 的整体缺失限制了血管对线损伤的增殖反应 (12)、延缓动脉粥样硬化形成并抑制高脂血症小鼠中血管紧张素 II 诱导的腹主动脉瘤形成 (10; 13)。 我们还表明，mPGES-1 缺乏不会影响臭氧引起的气道炎症或气道高反应性，这表明 mPGES-1 的药理抑制和内过氧化物再转向 PGD2 可能不会使患者易患气道功能障碍 (14)。 此外，其他人的研究表明，mPGES-1 的整体缺失可减少小鼠脑缺血/再灌注中的缺血后脑梗塞和神经功能障碍 (15)。 mPGES-1 缺陷还使小鼠在镇痛的啮齿动物模型中不易受到过度炎症和超敏反应 (16; 17)。 综上所述，这些发现表明，mPGES-1 的药理学抑制可能会保留 PGE2 抑制的抗炎作用，但由于 PGI2 增加，靶向 mPGES-1 可能会避免与选择性 COX-2 抑制剂相关的心血管风险。

mPGES-1 缺失导致的 PGH2 底物再转移是在细胞水平和全身（尿液前列腺素代谢物）观察到的普遍存在的事件；然而，再转移产物的概况因细胞和组织类型、疾病模型以及系统扰动的程度而异 (6; 10-14; 18-21)。 我们已经表明，在内皮细胞 (EC) 或血管平滑肌细胞 (VSMC) 中缺乏 mPGES-1 的小鼠中，PGI2 是主要的底物再转移产物，而骨髓细胞中 mPGES-1 的缺失导致 PGH2 主要分流到TXA2（11）。 在功能上，骨髓细胞中缺乏 mPGES-1 的小鼠对血管损伤反应不佳，这表明骨髓 mPGES-1 是心血管药物靶点。 因此，细胞特异性 mPGES-1 缺失会导致底物再转移的差异模式，并可能影响系统的生物学功能，从而使药物开发复杂化。 未知的是 mPGES-1 的基因缺失或药理学抑制是否可以直接（通过底物再转移）或间接（通过前列腺素再转移产物对酶表达的影响或其进一步代谢为跨细胞产物 (22)）影响前列腺素以外的脂质组具有功能性后果的途径。 例如，破坏 AA-PGE2 代谢可能会影响细胞色素 P450 (23; 24)、白三烯、anandamide、2-花生四烯基甘油 (2-AG) 和其他级联 (25) 的花生四烯酸产物形成。 在细胞水平上，用 LPS 预处理并用花生四烯酸 (AA) 刺激的 mPGES-1-/- 巨噬细胞表现出 12-HHT（12-羟基七碳三烯酸）增加 5 倍，表明底物再转向凝血恶烷 A 合酶（ 18). 据报道，抑制和删除 COX-2 会增加 5-脂氧合酶 (5-LO) 途径 5-HETE（5-羟基二十碳四烯酸）和白三烯 LTB4、LTC4、LTD4 (26-28) 的代谢物，以及 CYP450 级联的代谢物14,15-DHET/EET（二羟基二十碳三烯酸/环氧二十碳三烯酸）(26)。 因此，当级联的特定分支被药理学抑制或基因消融时，底物 AA 可能从一个途径分流到另一个途径。

在这里，我们将对抗炎药和拮抗受体（LTC4、LTB4、EP4 受体）或抑制特定成分（COX-1、COX-2、mPGES-1、5-KO）的候选药物进行广谱脂质组学筛选, FLAP, LTA4A) 花生四烯酸途径在体外人全血测定 (hWBA) 中的作用。 将要求健康、不吸烟的男性和女性志愿者献血。 人全血检测将包括 (i) 确定受刺激全血中不同时间点的基线脂质水平，(ii) 测量用单一干预化合物处理的预刺激全血中的脂质，(iii) 脂质定量经干预化合物组合处理的预刺激全血。 我们预计重点化合物将影响各种炎症通路，从而产生新的底物再转移模式和测量以前未知的脂质产物。