15-Deoxy -∆^12日,14日前列腺素J2 (15 d-pgj2), PPAR -的内源性配体 :功能和机制

文摘

15-Deoxy -∆^12日,14日前列腺素J2 (15 d-pgj2),一个自然的过氧物酶体proliferator-activated受体-γ(PPAR -γ)受体激动剂,详细探讨了在过去的20年。通过触发PPAR -γ信号通路,它扮演许多角色和发挥抗肿瘤,抗炎,抗氧化,antifibrosis,抗血管的影响。尽管许多合成PPAR -γ受体受体激动剂已经开发出来,作为一个内生PPAR -的产物γ受体,15 d-pgj2有益的特征包括快速表达,有助于自然防御机制的能力。在这次审查中,我们讨论的最新进展我们的知识通过PPAR - 15 d-pgj2介导的生物作用γ。重要的是要理解它的结构、合成和功能机制开发预防剂和限制相关疾病的进展。

1。介绍

前列腺素是脂质信号分子与多个函数产生花生四烯酸环氧酶[1]。大多数前列腺素激活多种细胞内信号通路和刺激各种生物活动通过激活特定G protein-coupled细胞膜受体(2,3]。据说大多数前列腺素起到促炎作用,但环戊烯酮前列腺素发挥抗炎作用。15-Deoxy -∆^12日,14日前列腺素J2 (15 d-pgj2),最广泛的研究了环戊烯酮前列腺素,也是第一个内源性配体的过氧物酶体proliferator-activated受体-γ(PPAR -γ)被识别(4]。然而,PPAR -γ扮演着一个重要的角色在脂质和碳水化合物代谢,炎症,许多不同类型的细胞的增殖和分化组织(5,6]。现在回顾总结15 d-pgj2相关的各种疾病的健康益处和PPAR -γ信号通路。

1.1。15 d-pgj2结构

15 d-pgj2是前列腺素来自花生四烯酸。这是一种不饱和羧酸,由一个20-carbon骨架包括五元环。它有高度活跃的α-羰基beta-unsaturated组可以共价结合硫醇组各种蛋白质,从而改变其功能。15 d-pgj2是一个环戊烯酮前列腺素具有广泛生理活动,液态形式(图中普遍存在的现象1)。15 d-pgj2 C20H28O3分子式、分子量为316.4 kDa。

1.2。生物合成15 d-pgj2

15 d-pgj2是研究最广泛的代谢物PGJ2前列腺家族的化合物。它可以迅速与重要的细胞反应的亲核试剂如半胱氨酸巯基蛋白组通过克雷姆斯的梅尔克这两个加成反应,从而改变生物活性(7]。首先,花生四烯酸膜磷脂是磷脂酶引起的,和不稳定内过氧化物前列腺素H2 (PGH2)是由环氧酶1和2 (COX-1和2)。在巯基复合物的存在,PGD2合酶催化作用的异构化PGH2 PDGD2, PGE2, PGF2alpha, PGI2、血栓素A2与特定的受体。PGD2可以自发地释放水分子形成PGJ2,部分依赖血清白蛋白,导致∆12 PGJ2和其他分子,和13,14个双键重排和脱水率15 d-pgj2(图2)。

1.3。d-PGJ2监管PPAR -γ

PPAR -氨基功能区域γ网站包含一个磷酸化增殖蛋白激酶(MAPK)。经过15 d-pgj2进入细胞,结合PPAR -γ,激活导致的形成与类维生素a X受体α(RXR形成α)和随后的绑定到特定的DNA序列来激活靶基因的表达(8]。这个特定的DNA序列,发现基因编码己酰辅酶A合成酶,脂蛋白脂肪酶(LPL),胰岛素受体substrate-2 (IRS-2)、瘦素、肿瘤坏死因子-α(TNF -α),被称为过氧物酶体扩散国的反应元素(PPRE) [9]。同时,PPAR也能影响核factor-kappa (NF - BκB),激活蛋白1 (AP-1)和JAK / STAT,进一步调节下游相关基因的表达和脂肪的形成起着重要的作用,醣脂类代谢、炎症反应和免疫(图3)[10- - - - - -13]。

2。生物利用度相关的15 d-pgj2 PPAR -

PPAR -γ许多天然化合物的主要目标,是密切相关的癌症、炎症、高血压、2型糖尿病和其他疾病(14- - - - - -16]。15 d-pgj2是最明确的PPAR -之一γ配体,它的抗癌和抗炎作用可能是也可能不是依赖PPAR -γ。本综述总结了近年发现的功能和机制15 d-pgj2 PPAR -有关γ。

2.1。抗肿瘤活性

研究表明,自然PPAR -γ受体激动剂15 d-pgj2发挥抗癌活动通过促进细胞凋亡,抗血管生成,抑制移植和干细胞活动(6]。作为一个PPAR -γ配体,15 d-pgj2可以诱导终端分化和抑制肺癌和结肠癌细胞的生长通过抑制DNA合成(17,18]。其功能可以分为PPAR -γ端依赖和semi-dependent类型。一组建议15 d-pgj2可以调节通过PPAR - myc /生气/ max网络γ促进细胞凋亡,抑制人类的表达端粒酶逆转录酶(hTERT)和结肠癌细胞中端粒酶活性(19]。另一组显示15 d-pgj2可能在胃癌(发挥抗癌作用20.)和口腔鳞状细胞癌的细胞(21通过促进细胞凋亡。虽然15 d-pgj2 PPAR -的内源性配体γ,它促进了肿瘤细胞的凋亡,这并不完全依赖PPAR -γ。汉和他的同事们发现,15 d-pgj2增强TRAIL-induced细胞凋亡的表达下调表达一种蛋白激酶和磷酸化。15 d-pgj2 TRAIL-induced凋亡的敏感性没有完全被PPAR -γ抑制剂GW9662,表明15 d-pgj2并非完全依赖PPAR -γ(22]。此外,15 d-pgj2 tslp癌细胞TNF-like弱催化剂通过活性氧(ROS)依赖细胞死亡途径和可能化疗效果作为凋亡剂(23]。符合这个提议,Fulzele和同事(2007)证实,15 d-pgj2机制(结合多西他赛)凋亡诱导肺癌都是PPAR -γ端依赖和独立24]。这些结果表明,PPAR -γ激活可能是一个关键因素诱导肿瘤细胞的凋亡。因此,15 d-pgj2可能促进肿瘤细胞的凋亡PPAR -γ端依赖方式,PPAR -γ配体可能是值得进一步研究的一种新的抗癌剂。

Neovascularisation是肿瘤发生的重要机制,开发和快速转移。因此,抑制血管生成是癌症治疗的一个重要因素。据报道,15 d-pgj2 antineovascularisation效果。傅元发现血管生成抑制了15 d-pgj2而[差别通过对这些25)和血管内皮生长因子(26在胃和肾癌。15 d-pgj2抑制cox - 2的过度表达和改变了表达重要的血管生成监管机构在各种人类恶性肿瘤(27]。

15 d-pgj2的特异性增殖和肿瘤细胞入侵也起着重要的作用在癌症治疗28]。PPAR -γ配体15 d-pgj2可以抑制食管腺癌细胞的生长,诱导细胞周期阻滞,结合促进细胞凋亡,减少鸟氨酸脱羧酶活性(29日]。此外,在G2 / M期细胞周期阻滞和细胞凋亡的人类内皮细胞诱导15 d-pgj2导致增长逮捕子宫癌症细胞系(30.]。另一项研究显示,15 d-pgj2是一种微管蛋白粘合剂,可以破坏微管的稳定性和诱导有丝分裂被捕,导致乳腺癌细胞死亡(31日]。迁移和入侵,15 d-pgj2被认为降低基质金属蛋白酶(MMP) - 2的表达和MMP-9,从而抑制乳腺癌的侵袭性(32)和胰腺癌细胞(33,34]。此外,15 d-pgj2抑制结肠癌细胞株的增殖和侵袭性通过机制与G1细胞周期阻滞,MMP-7合成的差别,对这些35和趋化因子受体CXCR4通过PPAR -γ和nf -κB [10]。总之,这些研究表明,15 d-pgj2可以同时促进细胞凋亡和抑制迁移,从而全面抑制肿瘤进展。

最近的研究表明,癌症干细胞发挥重要作用在实施和维持肿瘤生长,和15 d-pgj2在一定程度上可以控制扩散(36]。然而,研究的影响15 d-pgj2癌症干细胞的增殖是处于起步阶段。首先,PPAR -γ受体激动剂已被确认为标记的抑制增长和发展的大脑癌症干细胞(37]。然而,15 d-pgj2癌症干细胞的影响及其应用抗癌治疗需要进一步探索,潜在的治疗应用。15 d-pgj2总结在表的抗肿瘤的效应1。

2.2。抗炎和抗氧化活性

PPAR -γ表达在人类内皮细胞,血管平滑肌细胞,单核细胞(38,39]。15 d-pgj2可以有效地调节t细胞活化,表面蛋白的表达,以及相关的炎性细胞因子通过增强PPAR -γ(转录活动40]。类似于大多数其他后卫,15 d-pgj2显示抗炎和抗氧化活动,例如,通过抑制nf -κB和JAK-STAT通路(41,42]。这部分的综述15 d-pgj2的抗炎和抗氧化作用。

激活的巨噬细胞导致生产各种促炎介质,如il - 6、TNF -α,il - 1β,诱导硝酸氧化合成酶(间接宾语),其中PPAR -的激活γ起着负监管作用[43,44]。孟自然PPAR -和他的同事使用γ配体15 d-pgj2刺激mouse-derived RAW264.7巨噬细胞细胞系,发现angiotensin-II-induced EGR-1, ROS和炎症因子(il - 1β肿瘤坏死因子-αTGF -β、MCP-1 ICAM-1)明显减少,而巨噬细胞迁移和增殖抑制(45]。慢性肝损伤,15 d-pgj2减少的数量和活化骨髓(BM)派生的巨噬细胞(桥梁养护管理系统)受损肝组织和MIP-1等抑制炎性细胞因子的表达β肿瘤坏死因子-α,NOS2 [46]。内皮细胞也表达大量的PPAR -γ,Marcone et al。(2016)建议15 d-pgj2可能修改水解酶在人类内皮细胞和抑制NF -κB inflammation-mediated通路(47]。同样,15 d-pgj2可以保护大脑内皮细胞缺氧诱导细胞凋亡的抑制p22phox[的转录48]。在人类视网膜色素上皮细胞,15 d-pgj2还能抑制脂多糖(LPS)刺激炎症通过增强platelet-activating因子乙酰水解酶的活性与PPAR -γ(49]。

积累的证据表明,在动物模型中,15 d-pgj2扮演不可或缺的抗炎和抗氧化作用。首先,15 d-pgj2可以防止伴刀豆球蛋白A-induced自身免疫性肝炎通过减少促炎细胞因子的释放,这是PPAR的激活有关γ和减少NF -κB活动(50]。该机制是在HepG2细胞模型进行验证在体外(51]。也证明了15 d-pgj2会使激活素受体和Smad通路(52]。15 d-pgj2 endotoxin-induced肺损伤模型,已经被证明可以减少肿瘤坏死因子的水平α和ICAM-1通过抑制NF -的活性κB (53]。在其他的研究中,15 d-pgj2保护老鼠从胃吸入肺组织损伤和减少感染或allergy-induced肺部炎症通过抑制促炎细胞因子(TNF -的生产α和il - 10) (54,55和基因表达的趋化因子(CCL3 CCL2,亚兰,CXCL10) (56]。在保护神经系统,15 d-pgj2是很重要的。平方米小胶质细胞可以促进神经发生和神经干细胞/祖细胞通过oligogenesis PPAR -γ信号通路(57,58]。PPAR -γ受体激动剂可以控制炎症,保护神经元从中枢神经系统退化性疾病,如阿尔茨海默氏症、帕金森病、多发性硬化症通过抑制活化的小胶质细胞和通过PPAR -γ。黄等人发现,15 d-pgj2 PPAR -认可的内源性配体γ,增加上层清液的M2表型细胞。脑灌注后15 d-pgj2, TNF的表达α和il - 1β减少,凋亡细胞的比例减少,脑梗死和脑水肿下降,和神经赤字减少,这表明它调节小胶质细胞的神经保护作用[59]。同样,预处理与15 d-pgj2还能抑制氮氧化物的激活和ROS PPAR -γ端依赖的方式(60),从而减轻神经元损伤(61年]。另一个观点是,15 d-pgj2发挥神经保护作用,调节神经元自噬脑缺血再灌注损伤后(62年]。此外,在痛风性关节炎,15 d-pgj2通过减少释放抑制炎症和氧化应激水平的il - 1β肿瘤坏死因子-αil - 6, IL-17, IL-33 [9]。15 d-pgj2也能抑制前列腺素合成途径在软骨细胞激活和调节抗炎电路通过调节热休克70 (HSP70)减少NF -的水平κ在软骨细胞(B、cox - 2和氧化应激63年]。此外,15 d-pgj2可以显著减少嗜酸性粒细胞生产腹腔和迁移,通过IL-23 / IL-17 IL-33, eosinophil-induced疾病起到治疗作用[64年]。在急性胰腺炎,15 d-pgj2也变弱的表达TLR4在腺泡的细胞和炎症反应,降低急性胰腺炎的严重程度(65年]。

总之,15 d-pgj2是第一个被发现γ- ppar的内源性配体。它抗炎,抗氧化,保护作用应力引起的脑损伤,急性胰腺炎,药物引起的肺损伤,和缺血再灌注动物模型的单核细胞,内皮细胞,巨噬细胞等炎性疾病。15的抗炎和抗氧化作用d-pgj2列于表2。

2.3。Antifibrotic活动

器官纤维化一直是科学界解决困难的问题,因为它可能导致进步的各种器官的功能障碍(66年,67年]。主要的病理机制是过度激活TGF -β。配体的PPAR -γ可能取决于激活PPAR -γ阻止TGF -β信号和抑制组织和器官纤维化68年,69年]。当然,有些机制也可能发挥antifibrotic作用独立于PPAR -γ激活。在此,我们系统地回顾研究15 d-pgj2 antifibrosis机制。

在肺纤维化的研究,发现15 d-pgj2抑制分化myofibroblasts由TGF -β和I型胶原蛋白的生产,其影响都是依赖和独立的PPAR -γ(70年]。PPAR -γ激活导致的转换从一个激活肝星状细胞(hsc)到静止状态。15 d-pgj2能强烈抑制肝星状细胞的增殖,并表达结缔组织生长因子(CTGF)在肝星状细胞诱导TGF -β1,可以显著抑制(但不完全)消除通过预处理PPAR -γ抑制剂GW9662。这表明PPAR -γ介导的抑制71年]。肾纤维化的过程中,许多类型的细胞一起参与,包括系膜细胞和成纤维细胞,肾小管上皮细胞、单核细胞和巨噬细胞,淋巴细胞(72年]。郭et al。(2004)提出,15 d-pgj2可能抑制AP-1的激活和MAPKs通过抑制TGF -β1,它可能抑制小鼠系膜细胞纤连蛋白的表达,从而通过双重代理机制的依赖和独立的PPAR -γ激活(73年]。王等人证明了15 d-pgj2可以扭转TGF -β1 / Smads信号通路的激活和抑制肾成纤维细胞,CTGF表达,细胞外基质(ECM)在大鼠肾间质成纤维细胞合成(grameen bank / 49 f) [74年]。最后,15 d-pgj2还可以防止上皮表型的丢失引起的TGF -β1通过激活PPAR -γ,它可以抑制氧化应激。有趣的是,特定的PPAR -淘汰赛γ15天后,不能发挥有效的作用。这表明针对PPAR -γ扮演着一个重要的角色在维持正常上皮表型和战斗在肾小管上皮细胞纤维化75年]。此外,15 d-pgj2还在许多其他系统起着重要的作用。例如,15块d-pgj2 TGF -β1-induced海拔CTGF在猫角膜成纤维细胞(76年]。在皮肤成纤维细胞,PPAR -γ激活也可以消除刺激胶原蛋白的基因表达诱导TGF -β1、Smads-dependent myofibroblast分化和正常成纤维细胞启动子活动,揭示控制硬皮病纤维化的一种新方法(77年]。傅et al。(2001)也发现,15 d-pgj2显著抑制CTGF生产引起的TGF -β1人主动脉平滑肌细胞的方式,存在剂量依赖的相关性和激活的PPAR -γ是通过直接干扰Smad3信号通路(78年]。

由于广泛的组织分布和功能复杂的PPAR -γ,其受体激动剂发挥重要的生理作用。强antifibrosis效应引起的抑制TGF -β信号通路显然是重要的(79年]。总之,有证据表明,TGF -β是一个关键的中介的纤维组织。作为一个PPAR -γ受体激动剂,15 d-pgj2对TGF -有显著的抑制作用β信号转导,是一种有效的antifibrosis药物。15的antifibrotic影响d-pgj2列于表3。

2.4。其他生物的活动

15 d-pgj2在其他疾病也起着重要的作用。在骨质疏松症的发展,15 d-pgj2可能抑制成骨细胞标记基因的表达在骨髓细胞通过激活PPAR -γ转录活性,这可能是原因之一15 d-pgj2参与老年性骨质疏松症(80年]。在血管重塑,PPAR -γ受体激动剂15 d-pgj2抑制Ang II-induced KLF5细胞增殖和表达和血管平滑肌细胞周期蛋白D1的逮捕与增长方式存在剂量依赖的相关性,提供有益的新证据PPAR -血管的影响γ激活(81年]。此外,15 d-pgj2抑制激活信号传感器和STAT3在神经细胞(SH-SY5Y-Ob-Rb细胞)引起瘦素通过PPAR -γ通路(82年]。

3所示。15 d-pgj2其它分子的目标

15 d-pgj2的效果可以实现独立于PPAR -γ。例如,在癌症研究,胫骨等人证明了15 d-pgj2可以诱导细胞凋亡在白血病和结肠癌细胞失活AKT介导的活性氧,进一步验证其体内抗肿瘤活性(83年]。Ho)和他的同事提出,通过物15 d-pgj2诱导血管内皮细胞凋亡信号和p38 MAPK-mediated p53激活在体外和体内84年]。此外,15 d-pgj2具有抗肿瘤作用,移植死亡受体5表达HCT116细胞(85年]。治疗炎症,15 d-pgj2可迅速诱导细胞因子信号转导的转录抑制剂(soc) 1和3和抑制激酶激活的胶质细胞的活动,从而进行抗炎作用[86年]。此外,炎症因子il - 6等引发,干扰素-γ可以抑制通过15 d-pgj2 NF -κB, NrF2和JAK / STAT通路,而不是PPAR -γ(87年- - - - - -89年]。此外,15 d-pgj2 bmsc的内稳态中发挥着关键作用通过一种机制依赖ROS-induced损伤肝脏,但不是PPAR -γ,这可能代表一个新的策略治疗肝纤维化的90年]。15 d-pgj2 PPAR -抑制趋化因子的表达γ相关的独立方式,挡住了NF -κB通路。PPAR -γ受体激动剂可能会因此代表阻力指标纤维化(也许可以改善炎症相关的关键药物目标91年]。在肺纤维化,15 d-pgj2调节细胞外signal-regulated激酶途径通过抑制TG2的表达而不是PPAR -γ(92年]。最后,15 d-pgj2也可以发挥潜在的作用,降低血脂,调节脂质代谢的特定分子,如PPAR -δ、肝X受体(LXR) farnesoid X受体(FXR), SIRT1。其效果在不同的组织可能与上述抗体的分布15 d-pgj2(组织和亲和力的差异93年- - - - - -95年]。

4所示。结论和未来的角度

15 d-pgj2 PGJ2前列腺家族的代谢产物。在1995年的两个研究表明,它可以激活转录因子PPAR -γ(96年,97年]。尽管许多新的替代药物已经发展多年来,作为一种内源性配体,15 d-pgj2优势,包括快速表达。15 d-pgj2最近研究,进行了广泛的探索,证明它可以防止各种有害的病理变化在活的有机体内,如肿瘤、炎症、氧化应激、纤维化,血管重塑,和脂质代谢,并揭示了其保护作用相关PPAR -γ信号通路(4- - - - - -6]。,结构、合成和生物效应15 d-pgj2基于最新的文献进行了综述,但我们的知识仍有空白。例如,15 d-pgj2生产在活的有机体内不足以规范大部分生理过程,外部补充需要更稳定的航空公司。此外,15 d-pgj2有多种药理作用,其中许多是敌对的向对方,以诱导的双重特征的合成血管内皮生长因子和抗血管71年,95年]。因此,它也是非常重要的探索的条件一定的药理作用。工作显然是需要阐明15 d-pgj2和相关化合物的生物效应,以提高药物治疗方案和治疗。

的利益冲突

作者报道在目前的研究没有利益冲突。

确认

这项工作是由中国肝炎防治基金会等肝脏疾病研究基金(批准号CFHPC2019031),创新的计划卫生系统普陀区科委、上海(批准号ptkwws201901)。

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