周洋,楊沁
(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院&天津大學(xué)泰達(dá)國(guó)際心血管病醫(yī)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中心,天津 300457)
心血管疾病是嚴(yán)重危害人類健康的重要疾病,其發(fā)病率一直居高不下,是導(dǎo)致城鄉(xiāng)居民死亡的首要原因。心力衰竭(簡(jiǎn)稱心衰)是多種心血管疾病的最終臨床轉(zhuǎn)歸,而心臟重構(gòu)是心衰的重要病理基礎(chǔ),其特征為伴有胚胎基因再表達(dá)的病理性心肌細(xì)胞肥大和心肌細(xì)胞外基質(zhì)過度纖維化或降解增加[1]。目前臨床上缺乏對(duì)病理性心臟重構(gòu)的特異性干預(yù)方法,因而對(duì)心衰的治療仍面臨未能從根本上阻斷其發(fā)展進(jìn)程的現(xiàn)狀??扇苄原h(huán)氧化物水解酶(soluble epoxide hydrolase,sEH)是多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)細(xì)胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)代謝通路中的關(guān)鍵酶,可通過調(diào)節(jié)體內(nèi)環(huán)氧化物的含量參與多種生理功能和病理改變。本文圍繞sEH在病理性心臟重構(gòu)中的作用及機(jī)制進(jìn)行綜述。
sEH是在人類由8號(hào)染色體上的EPHX2基因編碼,主要存在于細(xì)胞質(zhì)中,但在某些情況下可定位于過氧化物酶體[2]。起初,sEH被報(bào)道參與腎臟和肝臟中的生化代謝過程,隨后的研究表明,sEH在多種組織中均有表達(dá),包括血管內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞[3]。分子結(jié)構(gòu)上,sEH由2個(gè)60 kD的單體組成同型二聚體,每個(gè)單體都有2個(gè)不同的酶活性域:C端α/β水解酶和N端磷酸酶活性結(jié)構(gòu)域。相較于研究明確的C端水解酶功能,N端磷酸酶活性的生理作用目前尚不十分明確。C端結(jié)構(gòu)域中的催化親核基團(tuán)Asp-333作用于環(huán)氧底物,形成烷基酶中間體,進(jìn)而水解生成二醇產(chǎn)物[4]。ω-6 PUFAs中的花生四烯酸(arachidonic acid,AA)經(jīng)CYP450催化生成的環(huán)氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids,EETs)是sEH最主要的底物。EETs在sEH的作用下水解為活性極低的二羥基二十碳三烯酸(dihydroxyeicosatrienoic acid,DHETs),大大削弱了EETs抗炎、抗氧化和舒張血管等一系列的心血管保護(hù)作用[5]。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,EETs對(duì)sEH的親和度排序?yàn)椋?4,15-EET>11,12-EET>8,9-EET>5,6-EET[6]。此外,亞麻酸經(jīng)CYP450途徑催化生成的環(huán)氧十八烷酸也可被sEH水解,生成二羥基十八烷酸(dihydroxyoctadecaenoic acid,DiHOME),并且高水平的DiHOME具有促炎、損傷線粒體等有害作用[7-8]。除ω-6 PUFAs外,sEH也催化ω-3 PUFAs經(jīng)CYP450途徑的代謝產(chǎn)物的水解,如二十碳五烯酸的CYP450酶促產(chǎn)物環(huán)氧二十碳四烯酸(epoxyeicosatetraenoic acid,EEQs)和二十二碳六烯酸的CYP450酶促產(chǎn)物環(huán)氧二十二碳五烯酸(epoxydocosapentaenoic acid,EDPs)。有研究表明EEQs和EDPs在心血管系統(tǒng)中同樣具有抗炎保護(hù)作用[9]。因此,sEH表達(dá)及活性改變可通過調(diào)控生物體內(nèi)環(huán)氧化物的含量從而對(duì)心血管系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
sEH活化在病理性心臟重構(gòu)的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。它參與病理性心臟重構(gòu)的原發(fā)疾病如高血壓、心肌病和缺血性心臟病的疾病進(jìn)程,通過多種細(xì)胞和分子機(jī)制促進(jìn)心臟重構(gòu)的發(fā)生發(fā)展。
2.1 sEH參與病理性心臟重構(gòu)常見病因的疾病進(jìn)程
2.1.1 sEH參與高血壓的發(fā)生發(fā)展高血壓是心臟重構(gòu)的關(guān)鍵初始誘導(dǎo)因素之一[10]。對(duì)EPHX2基因多態(tài)性的研究揭示了rs751141等位基因多態(tài)性與漢族人群原發(fā)性高血壓的相關(guān)性[11]。Sinal等[12]在sEH基因敲除小鼠的腎臟中檢測(cè)到EETs與DHETs的比例上調(diào),且該基因敲除能顯著降低高鹽負(fù)荷高血壓小鼠的收縮壓,首次提供了sEH表達(dá)水平與血壓相關(guān)性的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。此后,越來越多的證據(jù)表明在動(dòng)物模型中抑制sEH具有降壓作用。例如在植有血管緊張素II(angiotensin II,Ang II)滲透泵的大鼠的腎皮質(zhì)中檢測(cè)到sEH蛋白表達(dá)顯著升高,使用sEH抑制劑DCU治療可使收縮壓大幅降低,提示腎臟是sEH抑制劑治療高血壓的靶器官[13]。Jung等[14]報(bào)道,水溶性sEH抑制劑AUDA同樣可以在很大程度上減輕Ang II誘發(fā)的高血壓效應(yīng),停止AUDA治療使血壓升高,達(dá)到未接受治療的高水平,當(dāng)再次進(jìn)行AUDA治療時(shí),血壓基本重新降至基礎(chǔ)水平。因此,血壓調(diào)節(jié)組織中sEH表達(dá)的增加和全身血壓的升高有關(guān),sEH抑制劑可作為治療Ang II型或鹽依賴性高血壓的藥物。同時(shí)眾多研究也揭示了sEH在高血壓引發(fā)的壓力過載性心臟重構(gòu)中的作用。自發(fā)性高血壓大鼠和高血壓心肌病大鼠的心臟中sEH基因轉(zhuǎn)錄水平均顯著高于野生大鼠,而EETs水平則顯著低于野生大鼠[15]。Ai等[16]證明Ang II可通過轉(zhuǎn)錄因子AP-1激活sEH基因啟動(dòng)子活性從而促進(jìn)sEH表達(dá),應(yīng)用sEH抑制劑TUPS可顯著抑制Ang II誘導(dǎo)的大鼠心肌細(xì)胞肥大。同樣,以藥理學(xué)手段或基因敲除手段抑制sEH可抵抗Ang II促小鼠心肌肥厚的作用,且與sEH基因敲除相比,應(yīng)用sEH抑制劑可在不影響AA代謝的情況下更好地緩解Ang II引起的心功能障礙和心臟重塑的發(fā)生[17]。此外,在壓力過載引發(fā)的小鼠心肌肥厚模型中觀察到心臟組織中成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2表達(dá)水平的顯著升高,而sEH基因敲除小鼠未出現(xiàn)該因子表達(dá)水平變化及心肌肥厚的表型。在心肌成纖維細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)中觀察到,敲除sEH基因可通過減弱ERK1/2磷酸化抑制Ang II誘導(dǎo)的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2的表達(dá),證明除心肌細(xì)胞外,sEH促心臟重構(gòu)的作用中也有心肌成纖維細(xì)胞的參與[18]。
2.1.2 sEH參與心肌病的病理進(jìn)程原發(fā)性心肌病和多種原因?qū)е碌睦^發(fā)性心肌病的發(fā)展過程中均出現(xiàn)心臟不良重構(gòu),表現(xiàn)為心室不適當(dāng)?shù)臄U(kuò)張或肥厚,心臟的收縮或舒張功能減弱。在異丙腎上腺素誘發(fā)的大鼠心肌肥厚模型中,Althurwi等[19]報(bào)道了sEH抑制劑TUPS對(duì)肥厚表型的改善作用,而對(duì)sEH基因表達(dá)的直接抑制還參與了外源性添加的11,12-EET對(duì)心肌細(xì)胞肥大的逆轉(zhuǎn)作用。Amara等[20]證明在汞中毒小鼠的心臟組織中,sEH表達(dá)和活性顯著增強(qiáng),11,12-EET和14,15-EET含量降低,抑制sEH可以防止汞中毒所誘導(dǎo)的心肌肥厚。在糖尿病心肌病小鼠心臟和高糖孵育的心肌細(xì)胞模型中也檢測(cè)到sEH的表達(dá)和活性增加,EETs水平降低,DHETs/EETs比值增加,sEH抑制劑t-AUCB可降低肥厚標(biāo)志物的表達(dá),提高心肌細(xì)胞活力,恢復(fù)糖尿病小鼠受損的心臟舒張功能,提示sEH激活參與了糖尿病心肌病的進(jìn)程。進(jìn)一步的研究顯示抑制sEH后產(chǎn)生的保護(hù)作用與ERK1/2和p38的磷酸化減弱有關(guān)[21]。在高脂飲食飼養(yǎng)導(dǎo)致肥胖和脂毒性心肌病的小鼠模型中,Wang等[22]觀察到心肌細(xì)胞sEH表達(dá)增加,而sEH基因敲除可減輕脂毒性心肌病所引起的心功能降低和心肌細(xì)胞增大,并且在原代新生小鼠心肌細(xì)胞中,sEH敲除或EETs聯(lián)合AUDA治療可顯著減弱棕櫚酸誘導(dǎo)的脂質(zhì)積累。此外,sEH抑制劑對(duì)酒精喂養(yǎng)小鼠的心臟擴(kuò)張表型和心功能參數(shù)的改善作用為sEH與酒精性心肌病的關(guān)系提供了實(shí)驗(yàn)研究的證據(jù)[23]。
2.1.3 sEH在缺血性心臟病中的作用心肌梗死后左心室重構(gòu)是缺血性心臟病研究領(lǐng)域一直被關(guān)注的問題。EPHX2基因多態(tài)性研究顯示了sEH與缺血性心臟病之間的關(guān)聯(lián)。如EPHX2Lys55Arg(K55R)突變與白種人缺血性心臟病的風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)[24],而Arg287Gln(R287Q)突變則是美國(guó)黑人冠狀動(dòng)脈鈣化程度的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[25]。同時(shí)大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也揭示了sEH與缺血性心肌損傷及心臟重構(gòu)的相關(guān)性。小鼠Langendorff離體心臟灌流實(shí)驗(yàn)顯示,sEH基因敲除或sEH特異性抑制劑t-AUCB均可恢復(fù)左室功能和縮小心肌梗死面積,表現(xiàn)出對(duì)心肌缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[26]。Motoki等[27]報(bào)道,在小鼠心肌缺血前30 min或再灌注前10 min腹腔注射sEH抑制劑AUDA可明顯縮小心肌梗死面積,并且AUDA的心肌保護(hù)作用可被EET拮抗劑14,15-EEZE消除。在犬類心肌缺血再灌注模型中也觀察到AUDA類似的有益作用,低劑量AUDA與14,15-EET聯(lián)合使用可協(xié)同降低心肌纖維化程度,減少梗死面積[28]。對(duì)雌性小鼠給予sEH抑制劑t-AUCB或sEH基因敲除均能顯著抑制心肌梗死后的心臟功能降低和左心室內(nèi)徑的擴(kuò)大,并維持正常的線粒體功能,提高心梗后的存活率,提示sEH可能成為女性心?;颊咧委煹囊粋€(gè)相關(guān)的藥物靶點(diǎn)[29]。Kompa等[30]證實(shí),sEH抑制劑GSK2188931B在冠狀動(dòng)脈結(jié)扎的大鼠心肌梗死模型中可通過減少梗死灶周圍間質(zhì)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),恢復(fù)心臟收縮功能和左心室內(nèi)徑,降低左室纖維化面積。而最近研究者以大鼠的sEH多肽序列成功制備了sEH疫苗,接受該疫苗注射的小鼠在心梗后左室擴(kuò)張顯著改善,且心臟收縮功能顯著增強(qiáng),進(jìn)一步證實(shí)了sEH在缺血后左心室重構(gòu)中的重要作用[31]。在基因多態(tài)性方面,Merkel等[32]報(bào)道EPHX2Arg287Gln突變與體外抗缺血耐受性的提高有關(guān),在氧糖剝奪細(xì)胞模型中抑制sEH可通過14,15-EET依賴的方式保持心肌細(xì)胞活力。此外也有研究顯示sEH的翻譯后修飾也參與缺血再灌注的心肌損傷機(jī)制。Ding等[33]在小鼠心肌缺血再灌注模型中檢測(cè)到心肌細(xì)胞sEH蛋白Cys141殘基的S-亞硝化修飾,這種翻譯后修飾激活了sEH酶活性,而采用NO合酶抑制劑LNAME抑制sEH的S-亞硝化修飾,對(duì)缺血再灌注引起的心肌重塑具有顯著的抑制作用。
2.2 sEH活化促進(jìn)病理性心臟重構(gòu)的機(jī)制
2.2.1 介導(dǎo)氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激細(xì)胞凋亡又稱程序性細(xì)胞死亡,在多種因素引發(fā)的心臟重構(gòu)中均有發(fā)生。大量研究證明氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是心臟重構(gòu)的重要機(jī)制并揭示了其在啟動(dòng)心肌細(xì)胞凋亡通路中的作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抑制劑?;切苋パ跄懰幔╰auroursodeoxycholic acid,TUDCA)可顯著抑制主動(dòng)脈縮窄和高血壓誘導(dǎo)的壓力負(fù)荷型小鼠的心肌肥厚和心肌纖維化,減輕心肌細(xì)胞凋亡[34-35]。對(duì)主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全所致容量負(fù)荷型心臟重構(gòu)小鼠模型的研究也證明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)凋亡途徑,TUDCA可通過抑制C/EBP同源蛋白介導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)凋亡,最終減輕心肌肥厚,改善心功能[36]。在兔心梗模型中,以NADPH氧化酶(NADPH oxidase,NOX)的選擇性抑制劑apocynin可減小心肌細(xì)胞直徑并減輕心肌纖維化,改善左室功能,而apocynin對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的抑制作用為氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在心臟重構(gòu)中的關(guān)聯(lián)作用提供了佐證[37]。Fang等[38]在糖尿病心肌病小鼠和高糖高脂處理的心肌細(xì)胞中,觀察到sEH抑制劑AUDA通過上調(diào)核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)的表達(dá)并促進(jìn)其核轉(zhuǎn)位,進(jìn)而抑制細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平以及調(diào)控凋亡相關(guān)分子Bcl-2、Bax和caspase-3的表達(dá)和激活,減少心肌細(xì)胞凋亡,抑制左室擴(kuò)張。此外,在乙醇誘導(dǎo)的小鼠心衰模型中,給予外源性11,12-EET可抑制氧化應(yīng)激介導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡,降低心肌細(xì)胞橫截面積,改善左室功能[39]。目前,有關(guān)sEH活化是否誘發(fā)心肌細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)從而介導(dǎo)心臟重構(gòu)尚未有研究報(bào)道,但鑒于在其他組織和器官中有證據(jù)顯示sEH上調(diào)可誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以及EETs可抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[40],該機(jī)制很可能參與其中。此外,本研究團(tuán)隊(duì)之前對(duì)冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮損傷的研究表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)了Ang II誘導(dǎo)的sEH表達(dá)上調(diào)[41],證明了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)sEH的激活作用。上述研究表明,sEH活化與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激之間可能存在交互作用。sEH與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是否通過相互調(diào)節(jié)參與心臟重構(gòu)過程是未來研究需要明確的問題。
2.2.2 促進(jìn)炎癥反應(yīng)炎癥在急性和慢性心力衰竭中都普遍存在,且促炎因子水平越高,預(yù)后越差。由于sEH是AA信號(hào)通路中代謝生物活性環(huán)氧脂肪酸的重要酶,可將其轉(zhuǎn)化為具有促炎作用的鄰二醇,因而抑制sEH可通過增加體內(nèi)環(huán)氧化物水平發(fā)揮抗炎作用。Samokhvalov等[42]觀察到sEH基因敲除小鼠對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的急性炎癥反應(yīng)具有高度抵抗性。接受脂多糖腹腔注射的sEH基因敲除小鼠血漿中TNFα和MCP-1水平及心肌中NF-κB的DNA結(jié)合活性均低于野生型小鼠,心肌氧化應(yīng)激損傷較小,心臟收縮功能較好。進(jìn)一步結(jié)合心房肌HL-1細(xì)胞模型的研究證明,亞麻酸sEH衍生代謝物DiHOMEs的減少是sEH基因敲除后TNF-α和MCP-1釋放減少的重要原因。Zhang等[43]在小鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型中證明sEH抑制劑AUDA可通過抑制NF-κB途徑來降低炎癥細(xì)胞因子、黏附分子和趨化因子的表達(dá)水平,抑制炎癥反應(yīng),從而減少主動(dòng)脈斑塊面積。Stevenson等[44]報(bào)道,在缺血性心肌病患者心臟組織中CCL4、CCL5、TNF-α和IL-16等炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)增加,并結(jié)合冠脈結(jié)扎的小鼠心肌缺血模型證明其增加與NOX4介導(dǎo)的sEH表達(dá)上調(diào)有關(guān),而sEH抑制劑TPPU在過表達(dá)NOX4基因的心肌細(xì)胞中對(duì)炎癥因子的抑制作用進(jìn)一步提示了氧化應(yīng)激-sEH激活-炎癥信號(hào)軸在心肌損傷中的作用。近期的一項(xiàng)研究報(bào)道,心梗后的小鼠口服sEH抑制劑TPPU可以顯著降低促炎因子IL-6的水平,減輕心肌肥厚和纖維化程度;更重要的是,抑制sEH可以通過減少氧自由基并抑制細(xì)胞凋亡提高人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化的心肌細(xì)胞在心梗后小鼠心肌中的移植存活率,促進(jìn)細(xì)胞治療逆轉(zhuǎn)心臟重構(gòu)和改善心功能的作用[45]。
2.2.3 雙向調(diào)節(jié)自噬在正常的生理?xiàng)l件下,自噬是維持包括心臟在內(nèi)的器官內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的管家。自噬與心臟重構(gòu)的密切關(guān)系引發(fā)了有關(guān)心衰新型標(biāo)志物的討論[46]。有研究顯示sEH對(duì)心肌細(xì)胞自噬具有調(diào)節(jié)作用。在高脂飲食引發(fā)的脂毒性心肌病小鼠中敲除sEH基因或使用sEH抑制劑可通過上調(diào)AMPKmTORC通路介導(dǎo)的自噬,激活自噬通量,減少小鼠心肌細(xì)胞中的脂質(zhì)積累,改善脂毒性心肌病[22]。對(duì)心肌細(xì)胞自噬的促進(jìn)效應(yīng)也被證實(shí)參與了sEH抑制劑AUDA對(duì)糖尿病心肌病小鼠的心臟擴(kuò)張和心臟收縮功能的改善作用,而AUDA增強(qiáng)自噬的作用有賴于Nrf2活性的增強(qiáng),同時(shí)Nrf2也介導(dǎo)了AUDA對(duì)心肌細(xì)胞凋亡的抑制作用[38]。除增強(qiáng)自噬外,亦有關(guān)于抑制sEH后心肌細(xì)胞自噬減弱的研究報(bào)道。例如,在乙醇喂養(yǎng)的心肌纖維化小鼠模型中,sEH抑制劑TPPU可抑制mTOR磷酸化,降低心肌組織中LC3-II/LC3-I比值,通過恢復(fù)體內(nèi)自噬水平最終改善慢性乙醇攝入導(dǎo)致的心臟擴(kuò)張和膠原沉積[23]。在異丙腎上腺素誘發(fā)的大鼠心肌肥厚和Ang II誘導(dǎo)的H9c2細(xì)胞肥大模型中均觀測(cè)到自噬激活,而sEH抑制劑TUPS對(duì)抗心肌肥厚的作用與抑制mTORC介導(dǎo)的自噬有關(guān)[47]。可見,自噬在心臟重構(gòu)中的作用是復(fù)雜的。在不同原因引起的心臟重構(gòu)中以及重構(gòu)進(jìn)程的不同階段可以表現(xiàn)為自噬增強(qiáng)或減弱,而sEH對(duì)自噬的正負(fù)雙向調(diào)節(jié)作用是幫助心肌細(xì)胞恢復(fù)自噬穩(wěn)態(tài)平衡從而抑制心臟重構(gòu)的重要機(jī)制。
2.2.4 誘發(fā)線粒體損傷線粒體是心臟能量代謝的主要組成部分,其功能障礙可導(dǎo)致多種心血管疾?。?8]。Akhnokh等[49]的研究表明,以t-AUCB治療或sEH基因敲除手段抑制sEH可通過改善線粒體呼吸、增加ATP含量和線粒體酶活性,恢復(fù)胰島素敏感性和PI3K活性,顯著提高冠脈結(jié)扎小鼠的心臟收縮和舒張功能,降低心肌梗死面積并減輕不良心臟重構(gòu),對(duì)左心室組織的電鏡觀測(cè)結(jié)果顯示抑制sEH對(duì)梗死區(qū)及梗死周邊區(qū)線粒體超微結(jié)構(gòu)損傷具有保護(hù)作用。在心房肌細(xì)胞HL-1饑餓損傷模型中,EETs還可以通過激活自噬系統(tǒng)來維持線粒體池的健康,通過清除受損的線粒體和增強(qiáng)電子傳遞鏈功能促進(jìn)細(xì)胞存活[50]。Langendorff離體心臟灌流實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,sEH基因敲除和11,12-EET處理可防止缺血再灌注后心肌細(xì)胞胞膜和線粒體中的小窩蛋白1(caveolin-1,Cav-1)丟失,維持線粒體的正常形態(tài),保護(hù)心臟的收縮功能,且保護(hù)作用與Cav-1抑制TGF-β和IL-6的釋放有關(guān)[51]。此外,Samokhvalov等[42]還報(bào)道了亞麻酸sEH衍生代謝物DiHOMEs增加可降低心肌細(xì)胞線粒體的呼吸率,抑制線粒體生物合成和檸檬酸合成酶活性,引起心肌細(xì)胞線粒體功能障礙,抑制sEH可通過減少DiHOMEs含量減輕線粒體損傷從而對(duì)抗脂多糖引起的心功能障礙。
由此可見,sEH通過多重機(jī)制參與心臟病理性重構(gòu),各機(jī)制并非獨(dú)立作用,而是存在交互關(guān)聯(lián)。大量動(dòng)物模型的研究已證明抑制sEH可從細(xì)胞、亞細(xì)胞器和分子層面影響不良心臟重構(gòu)的進(jìn)程,為以sEH為靶點(diǎn)的心血管病治療藥物的應(yīng)用發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
3.1 sEH單靶點(diǎn)抑制劑1999年,第一代以尿素為骨架的競(jìng)爭(zhēng)性sEH抑制劑DCU被研發(fā),這種抑制劑能抑制sEH中C端環(huán)氧化物水解酶結(jié)構(gòu)域活性,而不影響N端磷酸酶結(jié)構(gòu)域,但其剛性結(jié)構(gòu)和非極性基團(tuán)使得藥物水溶性差、熔點(diǎn)高,影響了其口服生物利用度[52]。通過向DCU的分子結(jié)構(gòu)中引入柔性烷基鏈,研發(fā)者合成了以AUDA為代表的第二代sEH抑制劑。與DCU相比,AUDA的水溶性大大提高,在保持抑制作用的同時(shí)熔點(diǎn)降低,是第一個(gè)具有口服活性的sEH抑制劑。然而,由于該類藥物代謝穩(wěn)定性差,對(duì)β-氧化極為敏感,臨床應(yīng)用受到限制[53]。近年來,通過引入環(huán)己基或芳香基,新一代抑制劑(如t-AUCB和TPPU等)被合成。這類抑制劑不僅具有良好的水溶性,而且解決了柔性烷基鏈易于快速氧化和代謝的問題,因而顯著增強(qiáng)了抑制劑的代謝穩(wěn)定性,提高了體內(nèi)生物利用度。實(shí)驗(yàn)研究表明在大鼠的飲用水中添加TPPU可取得良好的藥理抑制作用,藥代動(dòng)力學(xué)顯著優(yōu)于第二代抑制劑,如AUDA[54-55]。除尿素基sEH抑制劑外,以酰胺為骨架的sEH抑制劑也被研發(fā),代表藥物有GSK2256294A等。實(shí)驗(yàn)表明pmol級(jí)的GSK2256294A即對(duì)人和鼠重組sEH蛋白產(chǎn)生抑制效果。在吸煙小鼠模型中,GSK2256294A口服給藥顯示出良好的抑制肺部炎癥的作用[56]。
3.2 雙靶點(diǎn)抑制劑在sEH單靶點(diǎn)抑制劑向著更特異更高效方向持續(xù)發(fā)展的同時(shí),聯(lián)合針對(duì)sEH與AA代謝通路中的環(huán)氧合酶(cyclooxygenase,COX)或脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)的雙靶點(diǎn)抑制劑近年來在干預(yù)AA級(jí)聯(lián)反應(yīng)方面表現(xiàn)出良好的效能。如sEH/COX-2抑制劑PTUPB[57]、sEH/5-LOX抑制劑compound 7a[58]、sEH/5-脂氧合酶激活蛋白(FLAP)抑制劑diflapolin[59]等。鑒于COX-2[60]和5-LOX[61]對(duì)心臟重構(gòu)的促進(jìn)作用,聯(lián)合sEH和COX-2或5-LOX的雙靶點(diǎn)抑制劑有望在逆轉(zhuǎn)心臟不良重構(gòu)方面展現(xiàn)更好的效果,但還需完善的臨床前研究和藥物臨床試驗(yàn)予以證實(shí)。
綜上所述,心臟重構(gòu)是多種心血管疾病發(fā)展到一定階段時(shí)的共同病理變化。充分理解其發(fā)生機(jī)制對(duì)發(fā)展有效的干預(yù)手段用于心衰防治具有重要的意義。sEH表達(dá)增加及活性增強(qiáng)參與高血壓、心肌病和缺血性心臟病等疾病的進(jìn)程,其可以通過多重相互關(guān)聯(lián)的機(jī)制促進(jìn)心臟不良重構(gòu)的發(fā)生和發(fā)展。sEH抑制劑對(duì)氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的調(diào)控,以及對(duì)線粒體損傷和自噬失穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)作用使其有望成為能夠抑制心臟重構(gòu)進(jìn)程的靶點(diǎn)藥物。雖然近年來對(duì)sEH抑制劑的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,亦有已邁入臨床試驗(yàn)階段的藥物(如GSK2256294)在動(dòng)脈瘤蛛網(wǎng)膜下腔出血的II期臨床試驗(yàn)中顯示出良好的安全性和降低腦脊液中炎癥因子水平的效果[62],但尚無任何一種sEH抑制劑被正式批準(zhǔn)用于臨床。而且,sEH抑制劑能否抑制病理性心臟重構(gòu),目前尚缺乏臨床試驗(yàn)的證據(jù)。未來在該領(lǐng)域仍有大量的工作需要開展,包括對(duì)EETs抗氧化應(yīng)激和抗炎等效應(yīng)調(diào)控心肌細(xì)胞、心肌成纖維細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)的分子信號(hào)機(jī)制的更深度剖析。此外,最新研究揭示多種小分子的sEH抑制劑具有靶點(diǎn)介導(dǎo)的藥物處置特點(diǎn)[63],進(jìn)一步理解這種非線性藥代動(dòng)力學(xué)特征對(duì)于劑量?jī)?yōu)化、臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果闡述具有不可忽視的重要意義。因而,開展更完善的臨床前研究和進(jìn)行設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃幬锱R床試驗(yàn)是推動(dòng)該類藥物最終走向臨床應(yīng)用的關(guān)鍵所在。