新型可溶性環(huán)氧化物水解酶抑制劑TPPU 對(duì)缺血性腦卒中的保護(hù)機(jī)制

黃攀 易興陽(yáng) （德陽(yáng)市人民醫(yī)院,四川 德陽(yáng) 618000）

花生四烯酸（AA）是人體內(nèi)心腦血管活性物質(zhì)的前體，其代謝產(chǎn)物與腦血管病的發(fā)病密切相關(guān)〔1〕。AA 的細(xì)胞色素P450（CYP）代謝通路是近年研究的熱點(diǎn)〔2〕。AA 在CYP 羥化酶作用下生成羥基二十碳四烯酸（HETEs），在CYP 表氧化酶作用下生成環(huán)氧二十碳三烯酸（EETs），EETs 再經(jīng)過(guò)可溶性環(huán)氧化物水解酶（sEH）作用下生成生物活性較弱的二羥基二十碳三烯酸（DHETs）。HETEs 具有強(qiáng)力的腦血管收縮作用和促動(dòng)脈粥樣硬化作用。而EETs 具有擴(kuò)血管、調(diào)節(jié)離子通道、抗動(dòng)脈粥樣硬化等多種生物學(xué)功能，對(duì)心腦血管具有保護(hù)作用。研究顯示AA 的CYP 代謝通路代謝產(chǎn)物（EETs 和HETEs）水平與急性缺血性腦卒中后神經(jīng)功能惡化密切相關(guān)〔3，4〕，提示其在腦缺血性損傷中可能發(fā)揮重要作用。sEH 是調(diào)控EETs 的關(guān)鍵限速酶。研究顯示外周血EETs 降低不僅與缺血性腦卒中后神經(jīng)功能惡化密切相關(guān)，還與腦梗死患者頸動(dòng)脈狹窄程度和斑塊不穩(wěn)定密切相關(guān)，并受編碼sEH 基因（EPHX2）的調(diào)控〔5～7〕。而另有研究表明，EPHX2 基因敲除可增加動(dòng)脈中動(dòng)脈阻塞模型大鼠腦血流量，減少梗死體積，對(duì)腦缺血具有保護(hù)作用，sEH 被認(rèn)為是缺血性腦卒中防治的新靶點(diǎn)〔8〕。1-三氟甲氧基苯基-3（1-丙酰哌啶-4-基）脲（TPPU）是一種新型的sEH抑制劑，通過(guò)抑制sEH 的活性發(fā)揮腦血管保護(hù)作用，本文對(duì)TPPU 發(fā)揮的腦卒中保護(hù)機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 缺血性腦卒中的治療現(xiàn)狀

缺血性腦卒中發(fā)病率高，占所有腦卒中的80%左右，溶栓治療和神經(jīng)保護(hù)治療是其兩大主要治療策略。重組組織型纖溶酶原激活（rt-PA）是唯一獲得批準(zhǔn)的缺血性卒中的溶栓藥物，其溶栓療效已經(jīng)在臨床實(shí)踐得到證實(shí)〔9〕。由于受到時(shí)間窗狹窄（發(fā)病后4.5 h 內(nèi)）和顱內(nèi)出血風(fēng)險(xiǎn)的限制，限制了溶栓治療在臨床上的廣泛應(yīng)用，因此，神經(jīng)保護(hù)治療一直是缺血性卒中治療領(lǐng)域的夢(mèng)想和希望。近30 年來(lái)，針對(duì)腦缺血病理生理環(huán)節(jié)開(kāi)發(fā)了多種神經(jīng)保護(hù)劑，如抗氧化劑、鈣通道拮抗劑、興奮性氨基酸受體抑制劑和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等，全球進(jìn)行了1 000 多個(gè)腦保護(hù)實(shí)驗(yàn)研究和100 多個(gè)臨床研究，大多在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有效而臨床試驗(yàn)無(wú)效，導(dǎo)致臨床轉(zhuǎn)化失敗〔10〕。迄今尚無(wú)有效的神經(jīng)保護(hù)劑獲得臨床指南推薦〔11〕，但是人類研發(fā)有效神經(jīng)保護(hù)劑的探索一直沒(méi)有終止。

2 sEH 抑制劑對(duì)腦缺血保護(hù)的研究現(xiàn)狀

針對(duì)sEH 的神經(jīng)保護(hù)是近年關(guān)注的熱點(diǎn)，雖然EPHX2 基因敲除對(duì)實(shí)驗(yàn)性腦缺血有保護(hù)作用，但EPHX2 基因敲除要用于臨床預(yù)防和治療缺血性腦卒中還相當(dāng)遙遠(yuǎn)，因此sEH 抑制劑研發(fā)倍受關(guān)注。2005 年將sEH 抑制劑12-（3-金剛烷-1-基脲基）-十二烷酸（AUDA）應(yīng)用在腦缺血神經(jīng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)研究中，證實(shí)其對(duì)實(shí)驗(yàn)性腦缺血有保護(hù)作用〔12〕。2007年又證實(shí)了另一種sEH 抑制劑轉(zhuǎn)-4〔4-（3-金剛烷-1-基脲基）-環(huán)己氧基〕-苯甲酸（t-AUCB）能改善腦血流，對(duì)實(shí)驗(yàn)性腦缺血有保護(hù)作用。AUDA 和t-AUCB通過(guò)抗凋亡、抗氧化、抗炎、抑制Ca2+內(nèi)流、線粒體保護(hù)、拮抗N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDAR）介導(dǎo)的興奮毒性等多種機(jī)制發(fā)揮腦保護(hù)作用〔13〕。但這兩種傳統(tǒng)sEH 抑制劑從胃腸道吸收差，生物利用度低，要達(dá)到有效血藥濃度所用的藥物劑量必須夠大，藥物易在體內(nèi)蓄積，不良反應(yīng)較大，動(dòng)物耐受性差，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這些傳統(tǒng)的sEH 抑制劑半衰期短，體內(nèi)血藥濃度不穩(wěn)定，這些原因?qū)е聜鹘y(tǒng)sEH 抑制劑臨床轉(zhuǎn)化失敗。

3 TPPU 概述

TPPU 是2012 年由加利福尼亞大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院分子生物科學(xué)中心Bruce 教授等合成的一種新型sEH抑制劑〔14〕。TPPU 分子量為359.3，容易透過(guò)血腦屏障與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的sEH 結(jié)合，抑制sEH 活性（見(jiàn)圖1）。猴體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)表明〔15〕，與傳統(tǒng)sEH抑制劑相比，TPPU 表觀分布容積和濃度-時(shí)間曲線下面積大，生物利用度高，半衰期長(zhǎng)，1 次/d 即能維持有效血藥濃度，可逆、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制sEH 電流，解離速度快，不會(huì)明顯蓄積而影響正常的神經(jīng)突觸傳導(dǎo)，動(dòng)物耐受性好。心臟動(dòng)物模型研究也表明〔16〕，TPPU 可預(yù)防心肌梗死后心肌纖維化，具有抗凋亡、抗氧化、保護(hù)線粒體等多種功能。

圖1 TPPU 分子結(jié)構(gòu)

4 TPPU 對(duì)腦卒中的保護(hù)機(jī)制

4.1 TPPU 抑制腦卒中后的炎癥反應(yīng) 炎癥反應(yīng)不僅可導(dǎo)致腦梗死的發(fā)生，而腦梗死的發(fā)生也可進(jìn)一步激活炎癥反應(yīng)進(jìn)而形成惡性循環(huán)〔17〕。研究顯示腦梗死后炎癥反應(yīng)便開(kāi)始進(jìn)行，可加重腦組織的損傷。白細(xì)胞介素（IL）-1 及IL-6 是介導(dǎo)白細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞因子，研究顯示二者可作為評(píng)估腦梗死不良預(yù)后的獨(dú)立標(biāo)志物，但仍不能超越美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院腦卒中量表（NIHSS）評(píng)分的價(jià)值〔18，19〕，而腫瘤壞死因子（TNF）-α 可由多種細(xì)胞產(chǎn)生，其過(guò)度表達(dá)可引起脂代謝紊亂、胰島素抵抗，加重腦梗死后病情的嚴(yán)重程度〔20〕。Tu 等〔21〕通過(guò)建立腦梗死小鼠模型后給予TPPU 1 mg/kg 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TPPU 能明顯促進(jìn)小鼠神經(jīng)功能恢復(fù)及減少梗死體積及炎癥細(xì)胞因子IL-1β mRNA 和TNF-α mRNA 的表達(dá)，提示TPPU 可能通過(guò)減少梗死后炎癥反應(yīng)進(jìn)而促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。

4.2 TPPU 維持血管穩(wěn)態(tài)作用 血管結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)態(tài)平衡是人體生理活動(dòng)的基礎(chǔ)，一旦血管穩(wěn)態(tài)發(fā)生失衡將導(dǎo)致多種疾病〔22〕。血管損傷是導(dǎo)致血管穩(wěn)態(tài)失衡的原因之一，腦梗死發(fā)生后必然造成血管損傷，而血管損傷后血管外膜發(fā)生相應(yīng)的變化。研究顯示在豬冠狀動(dòng)脈發(fā)生球囊拉伸損傷0.5 h后外膜即可檢測(cè)到中性粒細(xì)胞，而內(nèi)中膜需要更晚時(shí)間才能檢測(cè)到；而對(duì)大鼠的頸動(dòng)脈給予球囊拉伸損傷后最早在外膜可檢測(cè)到血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子〔23〕。說(shuō)明血管外膜是血管性疾病的起始部位及積極參與者，是治療血管功能異常的新靶點(diǎn)之一，通過(guò)對(duì)血管外膜的保護(hù)可減少血管穩(wěn)態(tài)的失衡進(jìn)一步加重進(jìn)而促進(jìn)疾病的愈合。AngⅡ相關(guān)制劑能導(dǎo)致血管壁增厚、膠原沉積，影響血管外膜的重塑造進(jìn)而造成血管穩(wěn)態(tài)失衡，而研究者對(duì)AngⅡ模型小鼠給予TPPU干預(yù)后發(fā)現(xiàn)能明顯阻止AngⅡ誘導(dǎo)的血管外膜的損傷，并且進(jìn)一步體外研究還發(fā)現(xiàn)TPPU 可能是通過(guò)Ca2+-鈣調(diào)蛋白/活化T-細(xì)胞核因子（NFATc）3 信號(hào)通路影響膠原蛋白的合成發(fā)揮作用的，提示TPPU可能是治療血管外膜損傷新途徑之一〔24〕。

4.3 TPPU 保護(hù)血腦屏障作用 神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞是構(gòu)成神經(jīng)血管單元（NCU）的核心成員；血腦屏障（BBB），包括內(nèi)皮細(xì)胞、基底膜、星形膠質(zhì)細(xì)胞的足突和周細(xì)胞是NCU 的核心結(jié)構(gòu)，其中血管內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接（TJ）是保持血腦屏障完整性的關(guān)鍵部位，TJ 主要由跨膜蛋白（claudin、occludin 和JAM）和膜相關(guān)蛋白（ZO-1、扣帶蛋白）共同組成?；啄ぐ@在腦毛細(xì)血管外的膜性結(jié)構(gòu)，周細(xì)胞鑲嵌其中，是維持BBB 功能的重要組成部分?；啄て茐目蓪?dǎo)致腦血管內(nèi)皮細(xì)胞骨架破壞，影響內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接，導(dǎo)致BBB 通透性增加。基底膜由蛋白和多糖組成，能被基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）家族降解，腦缺血后MMP9、MMP3 的顯著升高與BBB 破壞密切相關(guān)。星形膠質(zhì)細(xì)胞作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)最多的一類細(xì)胞，其終足包繞大部分的腦毛細(xì)血管，是BBB 的重要組成成分之一。星形膠質(zhì)細(xì)胞膜上有豐富的水通道蛋白（AQP）4 表達(dá)，AQP4 是腦脊液重吸收、滲透壓調(diào)節(jié)、腦水腫形成等生理、病理過(guò)程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。腦缺血早期主要病理改變是BBB 通透性增加，引起腦水腫，因此，NCU 保護(hù)的關(guān)鍵是保護(hù)BBB，抑制通透性增加，減輕腦水腫〔25〕。研究發(fā)現(xiàn)TPPU 能明顯減輕腦梗死后模型大鼠BBB 的損傷，其機(jī)制為TPPU 能增加與BBB 有關(guān)的連接蛋白ZO-1、occludin 及claudin-5 的表達(dá)量。此外，TPPU 還能降低血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷進(jìn)而減輕BBB 的破壞〔26〕。

4.4 TPPU 增加腦灌注作用 腦梗死發(fā)生后灌注量的減少是導(dǎo)致神經(jīng)功能加重的重要原因，低灌注不僅能刺激局部炎癥反應(yīng)加劇，還能導(dǎo)致過(guò)多的氧自由基被激活進(jìn)而導(dǎo)致病情加重〔27〕。Hao 等〔28〕通過(guò)建立線圈型頸動(dòng)脈狹窄模型，使用TPPU 干預(yù)后發(fā)現(xiàn)小鼠的神經(jīng)功能較對(duì)照組明顯改善，進(jìn)一步基礎(chǔ)研究顯示TPPU 對(duì)腦低灌注的神經(jīng)保護(hù)作用可能與激活神經(jīng)調(diào)節(jié)素（NRG）1/酪氨酸激酶受體（ErbB）4信號(hào)通路有關(guān)，并能進(jìn)一步觸發(fā)磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）通路，提示TPPU 可發(fā)揮多靶點(diǎn)保護(hù)作用，減輕小鼠慢性腦低灌注的神經(jīng)損傷程度。腦梗死后腦灌注的增加也是導(dǎo)致神經(jīng)功能惡化的原因之一，因此探索合適的TPPU 治療劑量使二者達(dá)到平衡尤為重要。綜上，TPPU 可通過(guò)多種途徑干預(yù)缺血性腦卒中，可能是治療急性缺血性腦卒中的新途徑、新靶點(diǎn)之一。然而，目前有關(guān)于TPPU 治療急性缺血性腦卒中仍處于試驗(yàn)探索階段，需要更多研究進(jìn)行論證。