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調節(jié)細胞死亡的各種機制包括脂質過氧化物和一氧化氮等氧化介質的形成。在這方面，15-脂氧合酶-1(15-LOX-1)是催化脂質過氧化物生成的關鍵酶。這些過氧化物的作用與核因子-κb（NF-κb）信號和NO的產(chǎn)生有關，而抑制15-LOX-1可以阻止在炎癥條件下的細胞死亡。

NF-κb通路的激活導致下游基因的轉錄，如在炎癥反應中起關鍵作用的誘導型一氧化氮合酶（iNOS）。iNOS催化NO自由基的形成，而NO自由基在許多生理過程中起著關鍵作用。另一方面，過量的NO生成會導致活性氮物質（RNOS）的形成，從而導致細胞死亡和組織損傷。活性氧（ROS），如脂質過氧化物，已被證明能增強LPS介導的NF-κb活化，從而增加NF-κb靶基因的表達。15-LOX-1是一種由多不飽和脂肪酸如花生四烯酸(AA)和亞油酸(LA)產(chǎn)生脂質過氧化物的非血紅素鐵酶。15-LOX-1氧化AA生成相應的15-羥基二十碳四烯酸或氧化LA，生成相應的13-羥基十八碳二烯酸(13-HpODE)。如果細胞抗氧化系統(tǒng)不能平衡脂質過氧化物的產(chǎn)生，這就會導致嗜鐵蛋白細胞死亡和NF-κb通路的激活。從而在調節(jié)細胞死亡的兩種機制之間提供協(xié)同串擾。因此，15-LOX-1是許多疾病中氧化應激和調節(jié)細胞死亡的關鍵酶。

（來源：J. Med. Chem.）

Frank J. Dekker課題組研究了吲哚核的新取代及其結構?活性關系的研究對于15-LOX-1的抑制。將最有效的抑制劑以264.7巨噬細胞為研究模型探索了對細胞15-LOX-1的抑制作用以及對活性氧形成的影響，以了解這種抑制劑的細胞效力。

首先，作者對設計的吲哚類似物進行篩選，最終確認化合物9c（i472）是最有效的15-LOX-1抑制劑，IC₅₀值為0.19（Figure 1）。接著，作者進一步研究了抑制劑9c（i472）對細胞LOX活性的抑制作用。作者測試了巨噬細胞內9c對脂氧化酶的抑制作用（Figure 5），結果顯示鏈霉親和素?辣根過氧化物酶檢測到的基于活性的脂氧合酶標記帶的強度降低。表明9c能抑制細胞內脂氧合酶的活性。

 Figure 1.IC₅₀ Values against 15-LOX-1 with Different Analogues  （來源：J. Med. Chem.）

（來源：J. Med. Chem.）

之后，作者在細胞基礎上研究這種化合物的潛在作用。作者推測15-LOX-1抑制劑可以抑制細胞內脂氧化物的形成，從而阻止嗜熱細胞死亡。另外，作者期望這種機制將與NF-κb通路產(chǎn)生串擾。因為NF-κb通路的激活也會導致細胞死亡。作者利用LPS誘導細胞死亡，通過加入15-LOX-1抑制劑來觀察細胞存活率，以此來判斷抑制劑的效力。結果顯示（Figure 7），15-LOX抑制劑Zileuton和先前鑒定的15-LOX-1抑制劑Eeftheriadis-14d可提高LPS處理的264.7巨噬細胞的存活率，而抑制劑9c（i472）表現(xiàn)出更強的活性。

（來源：J. Med. Chem.）

為了進一步觀察保護LPS誘導細胞死亡的機制，作者考察了9c對NF-κB通路的影響。用LPS、干擾素γ（IFNγ）和抑制劑9c（i472）刺激細胞。結果顯示，9c對LPS/INFγ刺激NF-κb轉錄激活有顯著但不完全的抑制作用（Figure 8）。

（來源：J. Med. Chem.）

iNOS基因轉錄與NO的產(chǎn)生有關，而NO對免疫應答和凋亡有重要調節(jié)作用，作者比較了9c（i472）對264.7巨噬細胞硝酸鹽與亞硝酸鹽比值的抑制作用（Figure 10）。結果表明，9c（i472）作為一種15-LOX-1抑制劑，對NO的產(chǎn)生具有劑量依賴性的抑制作用，這與NF-κb活性降低和iNOS基因表達的結果一致。

（來源：J. Med. Chem.）

氧化應激通過產(chǎn)生脂氧化物而產(chǎn)生毒性作用，是造成細胞死亡的重要途徑。作者在RAW 264.7細胞中測試了9c對脂質過氧化作用的影響，利用熒光染料二吡咯二氟化硼（BODIPY）581/591 C11和熒光激活細胞分類術（FACS）進行觀察。結果顯示（Figure 11），9c與抑制劑PD-146176在5μM濃度下有相當?shù)臏p弱脂質氧化物的促進作用。與15-LOX抑制劑Zileuton相比，兩種15-LOX-1抑制劑對脂質過氧化均表現(xiàn)出更強的促進作用，雖然15-LOX-1不是唯一能觸發(fā)脂質過氧化物形成的途徑，但這些結果表明對15-LOX-1的抑制對模型系統(tǒng)中的脂質過氧化有很強的影響。

（來源：J. Med. Chem.）

總結：格羅寧根大學Frank J. Dekker課題組將化合物9c（i472）作為一種具有新的取代基型（IC₅₀=0.19μm）的強效15-LOX-1抑制劑，并對其進行了研究。通過基于活性的標記，作者證明了抑制劑9c（i472）能夠抑制細胞內的脂氧合酶。該化合物的進一步表征表明，它能夠保護264.7巨噬細胞免受LPS誘導的細胞死亡。探討了抑制劑9c（i472）對不同細胞死亡途徑的影響。包括NF-κb的激活、iNOS的表達和NO的形成，這些都是可以觸發(fā)細胞死亡的一系列因素。結果顯示，抑制劑9c（i472）可能通過串擾機制影響NO的產(chǎn)生和脂質的過氧化。

撰稿人：安fen