前列腺素E2合成酶研究进展

第24卷第5期国外医学・生理、病理科学与临床分册V01.24No.52004年lO月ForeignMedicalSciences・SectionofPathophysiologyandClinicalMedicineOct.2004

前列腺素E2合成酶研究进展

王旭光啦综述梁统1周克元1审阅

(广东医学院1.生物化学及分子生物学研究所,广东湛江524023;

2.附属医院中心实验室,广东湛江524001)

摘要:前列腺素E:合成酶(PGES)是前列腺素E:合成途径中的末端合成酶,目前发现至少存在3种P,GES:

胞质PGE2合成酶(cPGES)、膜相关PGE2合成酶l(mPGES,)和膜相关PGE:合成酶2(mPGES:)。cPGES属结构

型酶,广泛地在各种正常细胞和组织表达,主要与COX一1协同合成PGE2维持细胞内环境稳定;mPGES。是一种诱

导酶,和COX-2一起参与延迟的PGE:生成,参与多种病理生理过程;mPGES2是最近新发现的一种PGE:合成酶,

结构和功能还有待研究。而mPGES.有可能成为治疗和预防炎症、骨质疏松甚至癌症药物理想的新靶点。

关键词:前列腺素E:;环氧化酶;前列腺素E2合成酶

中图分类号:Q55文献标识码:A文章编号:1001.1773(2004J0543476-04

前列腺素E2(PGE2)具有多种生物活性,参与各肽s转移酶(GSTs)一样,cPGES活性可被二氯硝基苯种病理生理过程。PGE2由3个连续的酶促反应生成:抑制,但cPGES与其他已知的GSTs的同源性很低(大磷脂酶A2(PL气2)催化膜磷脂生成花生四烯酸(AA);约20%)。cPGES的N末端有一个酪氨酸残基(TyrAA在环氧合酶(cox)的作用下转化为不稳定的前列9),可能是GSH的受体,当它突变时会使cPGES失去腺素H2(PGH2);最后前列腺素E合酶将PGH2异构活性【2I。

化为PGE2。3种酶中人们已对PLA2和COX作了大

量的深入研究,但对PGES的认识还非常有限。1.2表达与功能cPGES广泛地表达于各种组织

目前研究表明至少存在3种PGES,分别是胞质和细胞,致炎因子的刺激对它的表达没有影响,但例PGE2合成酶(cytosolicPGE2synthase,cPGES)、膜相关外的是大鼠的大脑受LPs刺激时cPGES的表达水平PGE2合成酶1(membrane—associatedPGE2synthase,上升7倍【2|。地塞米松对cPGES的表达也没有影

mPGESl)和膜相关PGE2合成酶2(mPGES2)。cPGES响[3]3。cPGES主要存在于细胞质,当受ca2+刺激时,是结构型酶,广泛地表达于各种细胞和组织,主要与cPGES移至内质网。cPGES在细胞中可以把由COX-1COX・1一起参与瞬时应答产生PGE2,维持细胞内环境而非COX-2生成的PGH2转化为PGE2,即cPGES和稳定。mPGESl是一种诱导酶,和COX-2一起参与延COX.1一起组成瞬时的PGE2生成途径【2I。cPGES和迟的PGE2生成,从而参与多种病理生理过程。mPG.COX一1共存于内质网,而COX-2位于核周,这可能是ES2的结构和生理功能还有待研究。cPGES倾向于与COX一1联合的原因。在体内cPGES1cPGES

1.1和cPLA2,COX-1一起生成维持组织内环境稳定所需结构与酶特性cPGES是分子量为23kD的

胞质蛋白,主要存在于细胞质,它的氨基酸序列与热的PGE2。

休克蛋白90(HSP90)结合蛋白p23相同。cPGES在mPGESl

物种之间高度保守(>95%),它的基因包括8个外显人们最早从牛和羊的精囊腺中得到部分纯化的子。cPGES催化活性需要还原型谷胱甘肽(GSH)作mPGESl。1999年Jakobsson等【4J发现人的mPGES】为辅助因子。在活化的细胞中,cPGES被酪蛋白激酶具有明显的PGES活性,并将其定义为MGST.L1(mi.II(CK—II)磷酸化,从而使cPGES酶活性增强和PGE,crosomalglutathioneS-transferase1.1ike1)。后来由于合成增加;CK—II在cPGES上的磷酸化位点是丝氨酸它存在于微粒体而将其命名为mPGES[3],随着mPG.残基(Ser113和Ser118)…。和典型的胞质谷胱甘ES2的发现,它又被命名为mPGESl。mPGES】属于

收稿Et期:2004-03-05修回日期:2004-07-07

作者简介:王旭光(1974・),男,广东湛江人,广东医学院附属医院中心实验室主管技师,在职硕士生,主要从事生化药理方面的研究。

第5期王旭光,等:前列腺素E:合成酶研究进展第24卷MAPEG(membrane—associatedproteinsinvolvedineicos・ES。的转录中起重要作用,但NF.KB结合位点在mPG.noidandglutathionemetabolism)超家族,家族成员还包Es,启动子上的定位还有待研究。多条信号转导通道括微粒体谷胱甘肽转移酶.1(microsomalglutathione参与mPGESl的表达,在PCCL3细胞中RET/PTC通transferase一1,MGST一1),MGST-2,MGST-3,5-脂氧合酶过Shc—RAS—MEK.ERK信号途径诱导mPGESl的表激活蛋白(FLAP)和白三烯C4合成酶(LTCS)。达【101;而Kotha等【11J研究发现,TNFct通过PC.PLC.2.1mPGESl的蛋白结构及酶特性mPGESl存在PKC.NO.cGMP.PKG信号转导途径诱导mPGESl的表于核膜和微粒体膜,分子量大约为16kD,约含153个达。

氨基酸;大鼠和小鼠的mPGESl蛋白分别有79%和2.3mPGESI的表达与功能研究已表明PGE2的80%与人的mPGES】相同,而大鼠和小鼠的mPGESl生物合成存在瞬时和延迟2种不同的反应,前者在受蛋白则有94%的同源性【3J。mPGESl催化PGE2生成到刺激信号后数分钟内发生,而后者在受到诱导后数时需要GSH作为必要的辅助因子,mPGESl活性在体小时或十几小时才发生。COX-1参与瞬时的PGE2生外可被COX-2的抑制剂NS-398所抑制,另外mPGESl物合成,而延迟的PGE2生物合成则由COX-2介导。活性还可被FLAP的抑制物MK-886强烈抑制。在当mPGESl和COX-2共转染HEK293细胞时,无论是FLAP上与MK一886结合所必需的区域(同样与AA相内源或外源的AA都会导致大量PGE2的产生;而当结合)高度保守地存在于LTCS和mPGES,,提示这3mPGES,和COX.1共转染时,只有在高浓度的外源AA种蛋白上可能存在相同的与类花生酸类物质相结合存在或内源cPLA2突然大量激活,才会观察到PGE2的区域L川。的产生旧J。这说明mPGESl合成PGE2主要是通过依2.2mPGESl的基因结构与转录调节人的mPG-赖于COX-2的途径,即mPGESl和COX-2一起组成Es.基因位于9q34.3,基因大约长15kb,含3个外含PGE2生成途径。但也有研究表明mPGESl影响依赖显子;它的启动子富含GC,存在几个可能的转录因子于COX-1的PGE2基础表达,mPGESl缺失的小鼠胃结合位点,包括2个GC盒、2个TandemBarbie盒和1和脾的PGE2基础表达下降80%~90%,在脑和肾脏个AHR(arglhydrocarbonresponseelement),但没有则下降50%【l2|。免疫化学分析表明mPGES,和TATA盒在其功能位点帕J。和COX.2不同,在mPG—

ESl基因mRNA的3’端没有AUUUA不稳定序列;鼠COX-2都是分布在细胞核周的膜上【3,”J,这两种酶共的mPGES,基因与人的相似,长约10kb,也含3个外存于同一亚细胞部位将会使PGH2有效地转化。但为显子(174,80和567bp)。通过对小鼠基因上游1800何mPGESl选择与COX-2而非COX.1一起协同作用bp片段的分析显示,其上游含C/EBPot,C/EBPl3和合成PGE2,其中的机制还有待人们进一步研究。AP.1的结合位点、2个串联的GC盒、3个糖皮质激素研究表明mPGESl和COX-2均为诱导酶,它在正受体应答元件和2个Progesterone受体∞J。对常组织中的基础表达非常低,但受到致炎因子如MC3T3。E1和RAW264.7细胞的启动子研究发现,位TNFot,IL.1B等的刺激时,mPGESl在各种组织例如大于转录起点-700bp到一1814bp之间区域的C/EBPet、脑、肺、脾、胃、肾脏和精囊中的表达急剧上升[3,5,13]。p和AP.1不是mPGESl转录所必需,在.150bp到-700大鼠体内的mPGES,在致炎的条件下如LPS刺激所致bp之间的区域则可能存在负调控元件,而两个串联的的发热或佐剂诱导的关节炎时表达上调∞J。在各种GC盒为mPGES】转录所必需,对人mPGESl上GC盒培养细胞中,当受到各种致炎因子刺激时也会导致的研究也得到同样结果。与GC盒结合的转录因子是mPGES,的表达上升,同时伴随着COX-2表达的上调,Egr一1(earlygrowthresponse-1),Egr-1含3个锌指结导致PGE2产量的大幅增加[4,14j。而受到地塞米松构,通过与富含GC的序列5"-GCG(T/G)GGGCG-3’结的作用时,mPGESl和COX-2的表达和PGE2的产生合调节转录。在TNF.0【或(和)IL-1B的诱导下,Egr-1同时回到基础水平。需要指出的是,mPGES,和COX一与mPGESl启动子上接近转录起点的近端GC盒结合2诱导的动力学存在不同之处,说明它们的调节机制从而启动转录r7|。而Ekstrom等悼J认为人的mPGESl是不同的【14J。

表达受到SPl和SP3的调节。另外,在A549细胞中,2.4mPGESl在生理及病理过程的作用研究表NF.KB的抑制物IKBot△N能抑制IL.1B诱导的mPG.明COX.2参与人的多种疾病,包括炎症、疼痛、发热、ES】表达【9|,提示NF.KB可能在IL.1B诱导的mPG一肿瘤和阿尔茨默病等。由于和COX-2及PGE2的关

第5期国外医学・生理、病理科学与临床分册第24卷系,mPGES.同样参与多种病理生理过程。ES,的表达上调发生在排卵的前数fl,u寸E23l。另外,在2.4.1炎症与疼痛mPGES,在炎症反应中是产小鼠的卵母细胞和受精卵到胚胎植入前的各阶段都生PGE2的必要组成部分。研究发现,佐剂性关节炎存在mPGESlmRNA的表达;而在小鼠妊娠前期,子宫(adjuvant—inducedarthritis,AIA)的大鼠脚掌中的mPG—的植入位点和蜕膜细胞存在mPGESlmRNA和蛋白质ES,mRNA水平上升了20倍,相应的蛋白水平则上升的大量表达,说明mPGES.可能在胚胎植入和蜕膜化了17倍一J。在AIA模型中,与mPGES“+小鼠相比,过程中起重要作用L24j。mPGES,也在肾脏中表达,主mPGES,以小鼠的炎症发生率明显减少,炎症严重性和要分布于远端小管上皮和髓质收集管、膀胱和输尿管关节损伤也比前者轻【15J。在炎症疼痛模型中,mPG.的移行上皮细胞,这说明mPGES,在泌尿生殖系统中ES乒小鼠的扭体次数远比野生型小鼠的少,说明起生理作用125|。另外,烧伤的大鼠的中枢神经系统mPGES.参与炎症疼痛过程¨5|。另外在炎性肠病病内皮细胞中的mPGES。表达上调,从而提高脑脊髓中人的肠粘膜和类风湿性关节炎病人的滑膜细胞均发的PGE2浓度,参与烧伤症状的产生旧引。

现大量的mPGESl表达¨1,14J。研究还发现,mPGESl3mPGES2

和EGR-1是过氧化物酶体增生物激活受体1

(PPAR^y)的作用靶点,通过抑制mPGES】的转录可能1999年Wantanabe等[27]从牛心脏的微粒体中提

取并纯化出一种GSH非依赖性的PGE2合成酶。2002

是PPARY调节炎症反应的机制之一【16J。

2.4.2肿瘤研究表明COX-2和通过COX-2途径年这种酶被命名为mPGES2。mPGES2定位9q33-生成的PGE2在结肠直肠癌的发展中起重要作用,也q34,分子量大约为33kD,猴子和人类的mPGES2氨有可能在其它类型的肿瘤中起关键作用。COX-2药基酸序列有97%的同源性,mPGES2的功能和结构可理性或遗传性的失活会抑制肿瘤细胞的生长和存活,能高度保守于各种物种例如牛、猴子和人类。mPGES2同时会抑制肿瘤的生长、侵袭和转移mJ。由COX.2没有谷胱甘肽S.转移酶(GST,glutathioneS-transfer-引起PGE2生物合成的上调对肿瘤的形成可能起重要ase)活性;GSH不是mPGES2催化活性所必需,但作用。mPGES2可被各种硫基(SH)化合物如二硫苏糖醇、

作为PGE2生物合成途径的末端酶,mPGESl参GSH和p一硫基乙醇等活化。mPGES2mRNA的分布不与肿瘤形成的一个证据是mPGES,和COX-2共转染同于mPGES】,mPGES2mRNA主要表达于心脏和脑的HEK293细胞可导致细胞非抑制性生长、堆积和迷行各个部分,而不是生殖器官【2引。目前人们对于mPG—性形态。将mPGESl和COX-2共转染的HEK293细胞Es2的了解还不多,诸如它的结构和生理功能等方面皮下植入裸鼠时诱发肿瘤产生嵋』。对非小细胞肺癌的认识还需人们近一步研究。

(NSCLC)组织研究发现,有大约80%的NSCLC样品4展望

中的mPGES】表达显著上升。另外mPGESl还被发现目前人们主要把cOx_2作为消炎镇痛的的靶点,在子宫内膜癌组织中过度表达[”]。Yoshimatsu等[19]传统的NSAIDs由于同时抑制了COX.1而存在诸多副还发现在18例结肠腺瘤和结肠癌组织中有15例的作用。选择性COX一2抑制剂减少了胃肠道的伤害,但mPGESl过度表达;Ichiro等ⅢJ的研究也得到类似的由于其在抑制PGE2生成的同时也阻断了PGl2,PGD2结果,同时发现mPGES,和COX-2在HCA-7细胞中表和TXA2的生成,从而影响钠的分泌,造成水肿和血压达,而mPGES.抑制剂能抑制HCA-7细胞的增殖。的升高。还可能由于改变血管紧张度而增加了血栓2.4.3发热LPS处理大鼠,其大脑的血管特别是形成的危险。因而人们倾向于寻找一条更安全更理静脉和小静脉的mPGES,的表达上升。大脑血管内皮想的干预途径,作为PGE2合成的末端酶,mPGES】可细胞通过细胞因子诱导mPGES,和COX.2合成能成为治疗和预防炎症、骨质疏松甚至癌症药物理想PGE2,而PGE2的小分子结构及亲脂属性允许它通过的新靶点。

血脑屏障,扩散到各个CNS神经元,唤起发热反参考文献

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前列腺素E2合成酶研究进展

作者:

作者单位:王旭光, 梁统, 周克元王旭光(广东医学院,生物化学及分子生物学研究所,广东,湛江,524023;广东医学院,附属医

院中心实验室,广东,湛江,524001), 梁统,周克元(广东医学院,生物化学及分子生物学研究

所,广东,湛江,524023)

国外医学(生理、病理科学与临床分册)

FOREIGN MEDICAL SCIENCES(SECTION OF PATHOPHYSIOLOGY AND CLINICAL MEDICINE)

2004,24(5)

1次刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

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第24卷第5期国外医学・生理、病理科学与临床分册V01.24No.52004年lO月ForeignMedicalSciences・SectionofPathophysiologyandClinicalMedicineOct.2004

前列腺素E2合成酶研究进展

王旭光啦综述梁统1周克元1审阅

(广东医学院1.生物化学及分子生物学研究所,广东湛江524023;

2.附属医院中心实验室,广东湛江524001)

摘要:前列腺素E:合成酶(PGES)是前列腺素E:合成途径中的末端合成酶,目前发现至少存在3种P,GES:

胞质PGE2合成酶(cPGES)、膜相关PGE2合成酶l(mPGES,)和膜相关PGE:合成酶2(mPGES:)。cPGES属结构

型酶,广泛地在各种正常细胞和组织表达,主要与COX一1协同合成PGE2维持细胞内环境稳定;mPGES。是一种诱

导酶,和COX-2一起参与延迟的PGE:生成,参与多种病理生理过程;mPGES2是最近新发现的一种PGE:合成酶,

结构和功能还有待研究。而mPGES.有可能成为治疗和预防炎症、骨质疏松甚至癌症药物理想的新靶点。

关键词:前列腺素E:;环氧化酶;前列腺素E2合成酶

中图分类号:Q55文献标识码:A文章编号:1001.1773(2004J0543476-04

前列腺素E2(PGE2)具有多种生物活性,参与各肽s转移酶(GSTs)一样,cPGES活性可被二氯硝基苯种病理生理过程。PGE2由3个连续的酶促反应生成:抑制,但cPGES与其他已知的GSTs的同源性很低(大磷脂酶A2(PL气2)催化膜磷脂生成花生四烯酸(AA);约20%)。cPGES的N末端有一个酪氨酸残基(TyrAA在环氧合酶(cox)的作用下转化为不稳定的前列9),可能是GSH的受体,当它突变时会使cPGES失去腺素H2(PGH2);最后前列腺素E合酶将PGH2异构活性【2I。

化为PGE2。3种酶中人们已对PLA2和COX作了大

量的深入研究,但对PGES的认识还非常有限。1.2表达与功能cPGES广泛地表达于各种组织

目前研究表明至少存在3种PGES,分别是胞质和细胞,致炎因子的刺激对它的表达没有影响,但例PGE2合成酶(cytosolicPGE2synthase,cPGES)、膜相关外的是大鼠的大脑受LPs刺激时cPGES的表达水平PGE2合成酶1(membrane—associatedPGE2synthase,上升7倍【2|。地塞米松对cPGES的表达也没有影

mPGESl)和膜相关PGE2合成酶2(mPGES2)。cPGES响[3]3。cPGES主要存在于细胞质,当受ca2+刺激时,是结构型酶,广泛地表达于各种细胞和组织,主要与cPGES移至内质网。cPGES在细胞中可以把由COX-1COX・1一起参与瞬时应答产生PGE2,维持细胞内环境而非COX-2生成的PGH2转化为PGE2,即cPGES和稳定。mPGESl是一种诱导酶,和COX-2一起参与延COX.1一起组成瞬时的PGE2生成途径【2I。cPGES和迟的PGE2生成,从而参与多种病理生理过程。mPG.COX一1共存于内质网,而COX-2位于核周,这可能是ES2的结构和生理功能还有待研究。cPGES倾向于与COX一1联合的原因。在体内cPGES1cPGES

1.1和cPLA2,COX-1一起生成维持组织内环境稳定所需结构与酶特性cPGES是分子量为23kD的

胞质蛋白,主要存在于细胞质,它的氨基酸序列与热的PGE2。

休克蛋白90(HSP90)结合蛋白p23相同。cPGES在mPGESl

物种之间高度保守(>95%),它的基因包括8个外显人们最早从牛和羊的精囊腺中得到部分纯化的子。cPGES催化活性需要还原型谷胱甘肽(GSH)作mPGESl。1999年Jakobsson等【4J发现人的mPGES】为辅助因子。在活化的细胞中,cPGES被酪蛋白激酶具有明显的PGES活性,并将其定义为MGST.L1(mi.II(CK—II)磷酸化,从而使cPGES酶活性增强和PGE,crosomalglutathioneS-transferase1.1ike1)。后来由于合成增加;CK—II在cPGES上的磷酸化位点是丝氨酸它存在于微粒体而将其命名为mPGES[3],随着mPG.残基(Ser113和Ser118)…。和典型的胞质谷胱甘ES2的发现,它又被命名为mPGESl。mPGES】属于

收稿Et期:2004-03-05修回日期:2004-07-07

作者简介:王旭光(1974・),男,广东湛江人,广东医学院附属医院中心实验室主管技师,在职硕士生,主要从事生化药理方面的研究。

第5期王旭光,等:前列腺素E:合成酶研究进展第24卷MAPEG(membrane—associatedproteinsinvolvedineicos・ES。的转录中起重要作用,但NF.KB结合位点在mPG.noidandglutathionemetabolism)超家族,家族成员还包Es,启动子上的定位还有待研究。多条信号转导通道括微粒体谷胱甘肽转移酶.1(microsomalglutathione参与mPGESl的表达,在PCCL3细胞中RET/PTC通transferase一1,MGST一1),MGST-2,MGST-3,5-脂氧合酶过Shc—RAS—MEK.ERK信号途径诱导mPGESl的表激活蛋白(FLAP)和白三烯C4合成酶(LTCS)。达【101;而Kotha等【11J研究发现,TNFct通过PC.PLC.2.1mPGESl的蛋白结构及酶特性mPGESl存在PKC.NO.cGMP.PKG信号转导途径诱导mPGESl的表于核膜和微粒体膜,分子量大约为16kD,约含153个达。

氨基酸;大鼠和小鼠的mPGESl蛋白分别有79%和2.3mPGESI的表达与功能研究已表明PGE2的80%与人的mPGES】相同,而大鼠和小鼠的mPGESl生物合成存在瞬时和延迟2种不同的反应,前者在受蛋白则有94%的同源性【3J。mPGESl催化PGE2生成到刺激信号后数分钟内发生,而后者在受到诱导后数时需要GSH作为必要的辅助因子,mPGESl活性在体小时或十几小时才发生。COX-1参与瞬时的PGE2生外可被COX-2的抑制剂NS-398所抑制,另外mPGESl物合成,而延迟的PGE2生物合成则由COX-2介导。活性还可被FLAP的抑制物MK-886强烈抑制。在当mPGESl和COX-2共转染HEK293细胞时,无论是FLAP上与MK一886结合所必需的区域(同样与AA相内源或外源的AA都会导致大量PGE2的产生;而当结合)高度保守地存在于LTCS和mPGES,,提示这3mPGES,和COX.1共转染时,只有在高浓度的外源AA种蛋白上可能存在相同的与类花生酸类物质相结合存在或内源cPLA2突然大量激活,才会观察到PGE2的区域L川。的产生旧J。这说明mPGESl合成PGE2主要是通过依2.2mPGESl的基因结构与转录调节人的mPG-赖于COX-2的途径,即mPGESl和COX-2一起组成Es.基因位于9q34.3,基因大约长15kb,含3个外含PGE2生成途径。但也有研究表明mPGESl影响依赖显子;它的启动子富含GC,存在几个可能的转录因子于COX-1的PGE2基础表达,mPGESl缺失的小鼠胃结合位点,包括2个GC盒、2个TandemBarbie盒和1和脾的PGE2基础表达下降80%~90%,在脑和肾脏个AHR(arglhydrocarbonresponseelement),但没有则下降50%【l2|。免疫化学分析表明mPGES,和TATA盒在其功能位点帕J。和COX.2不同,在mPG—

ESl基因mRNA的3’端没有AUUUA不稳定序列;鼠COX-2都是分布在细胞核周的膜上【3,”J,这两种酶共的mPGES,基因与人的相似,长约10kb,也含3个外存于同一亚细胞部位将会使PGH2有效地转化。但为显子(174,80和567bp)。通过对小鼠基因上游1800何mPGESl选择与COX-2而非COX.1一起协同作用bp片段的分析显示,其上游含C/EBPot,C/EBPl3和合成PGE2,其中的机制还有待人们进一步研究。AP.1的结合位点、2个串联的GC盒、3个糖皮质激素研究表明mPGESl和COX-2均为诱导酶,它在正受体应答元件和2个Progesterone受体∞J。对常组织中的基础表达非常低,但受到致炎因子如MC3T3。E1和RAW264.7细胞的启动子研究发现,位TNFot,IL.1B等的刺激时,mPGESl在各种组织例如大于转录起点-700bp到一1814bp之间区域的C/EBPet、脑、肺、脾、胃、肾脏和精囊中的表达急剧上升[3,5,13]。p和AP.1不是mPGESl转录所必需,在.150bp到-700大鼠体内的mPGES,在致炎的条件下如LPS刺激所致bp之间的区域则可能存在负调控元件,而两个串联的的发热或佐剂诱导的关节炎时表达上调∞J。在各种GC盒为mPGES】转录所必需,对人mPGESl上GC盒培养细胞中,当受到各种致炎因子刺激时也会导致的研究也得到同样结果。与GC盒结合的转录因子是mPGES,的表达上升,同时伴随着COX-2表达的上调,Egr一1(earlygrowthresponse-1),Egr-1含3个锌指结导致PGE2产量的大幅增加[4,14j。而受到地塞米松构,通过与富含GC的序列5"-GCG(T/G)GGGCG-3’结的作用时,mPGESl和COX-2的表达和PGE2的产生合调节转录。在TNF.0【或(和)IL-1B的诱导下,Egr-1同时回到基础水平。需要指出的是,mPGES,和COX一与mPGESl启动子上接近转录起点的近端GC盒结合2诱导的动力学存在不同之处,说明它们的调节机制从而启动转录r7|。而Ekstrom等悼J认为人的mPGESl是不同的【14J。

表达受到SPl和SP3的调节。另外,在A549细胞中,2.4mPGESl在生理及病理过程的作用研究表NF.KB的抑制物IKBot△N能抑制IL.1B诱导的mPG.明COX.2参与人的多种疾病,包括炎症、疼痛、发热、ES】表达【9|,提示NF.KB可能在IL.1B诱导的mPG一肿瘤和阿尔茨默病等。由于和COX-2及PGE2的关

第5期国外医学・生理、病理科学与临床分册第24卷系,mPGES.同样参与多种病理生理过程。ES,的表达上调发生在排卵的前数fl,u寸E23l。另外,在2.4.1炎症与疼痛mPGES,在炎症反应中是产小鼠的卵母细胞和受精卵到胚胎植入前的各阶段都生PGE2的必要组成部分。研究发现,佐剂性关节炎存在mPGESlmRNA的表达;而在小鼠妊娠前期,子宫(adjuvant—inducedarthritis,AIA)的大鼠脚掌中的mPG—的植入位点和蜕膜细胞存在mPGESlmRNA和蛋白质ES,mRNA水平上升了20倍,相应的蛋白水平则上升的大量表达,说明mPGES.可能在胚胎植入和蜕膜化了17倍一J。在AIA模型中,与mPGES“+小鼠相比,过程中起重要作用L24j。mPGES,也在肾脏中表达,主mPGES,以小鼠的炎症发生率明显减少,炎症严重性和要分布于远端小管上皮和髓质收集管、膀胱和输尿管关节损伤也比前者轻【15J。在炎症疼痛模型中,mPG.的移行上皮细胞,这说明mPGES,在泌尿生殖系统中ES乒小鼠的扭体次数远比野生型小鼠的少,说明起生理作用125|。另外,烧伤的大鼠的中枢神经系统mPGES.参与炎症疼痛过程¨5|。另外在炎性肠病病内皮细胞中的mPGES。表达上调,从而提高脑脊髓中人的肠粘膜和类风湿性关节炎病人的滑膜细胞均发的PGE2浓度,参与烧伤症状的产生旧引。

现大量的mPGESl表达¨1,14J。研究还发现,mPGESl3mPGES2

和EGR-1是过氧化物酶体增生物激活受体1

(PPAR^y)的作用靶点,通过抑制mPGES】的转录可能1999年Wantanabe等[27]从牛心脏的微粒体中提

取并纯化出一种GSH非依赖性的PGE2合成酶。2002

是PPARY调节炎症反应的机制之一【16J。

2.4.2肿瘤研究表明COX-2和通过COX-2途径年这种酶被命名为mPGES2。mPGES2定位9q33-生成的PGE2在结肠直肠癌的发展中起重要作用,也q34,分子量大约为33kD,猴子和人类的mPGES2氨有可能在其它类型的肿瘤中起关键作用。COX-2药基酸序列有97%的同源性,mPGES2的功能和结构可理性或遗传性的失活会抑制肿瘤细胞的生长和存活,能高度保守于各种物种例如牛、猴子和人类。mPGES2同时会抑制肿瘤的生长、侵袭和转移mJ。由COX.2没有谷胱甘肽S.转移酶(GST,glutathioneS-transfer-引起PGE2生物合成的上调对肿瘤的形成可能起重要ase)活性;GSH不是mPGES2催化活性所必需,但作用。mPGES2可被各种硫基(SH)化合物如二硫苏糖醇、

作为PGE2生物合成途径的末端酶,mPGESl参GSH和p一硫基乙醇等活化。mPGES2mRNA的分布不与肿瘤形成的一个证据是mPGES,和COX-2共转染同于mPGES】,mPGES2mRNA主要表达于心脏和脑的HEK293细胞可导致细胞非抑制性生长、堆积和迷行各个部分,而不是生殖器官【2引。目前人们对于mPG—性形态。将mPGESl和COX-2共转染的HEK293细胞Es2的了解还不多,诸如它的结构和生理功能等方面皮下植入裸鼠时诱发肿瘤产生嵋』。对非小细胞肺癌的认识还需人们近一步研究。

(NSCLC)组织研究发现,有大约80%的NSCLC样品4展望

中的mPGES】表达显著上升。另外mPGESl还被发现目前人们主要把cOx_2作为消炎镇痛的的靶点,在子宫内膜癌组织中过度表达[”]。Yoshimatsu等[19]传统的NSAIDs由于同时抑制了COX.1而存在诸多副还发现在18例结肠腺瘤和结肠癌组织中有15例的作用。选择性COX一2抑制剂减少了胃肠道的伤害,但mPGESl过度表达;Ichiro等ⅢJ的研究也得到类似的由于其在抑制PGE2生成的同时也阻断了PGl2,PGD2结果,同时发现mPGES,和COX-2在HCA-7细胞中表和TXA2的生成,从而影响钠的分泌,造成水肿和血压达,而mPGES.抑制剂能抑制HCA-7细胞的增殖。的升高。还可能由于改变血管紧张度而增加了血栓2.4.3发热LPS处理大鼠,其大脑的血管特别是形成的危险。因而人们倾向于寻找一条更安全更理静脉和小静脉的mPGES,的表达上升。大脑血管内皮想的干预途径,作为PGE2合成的末端酶,mPGES】可细胞通过细胞因子诱导mPGES,和COX.2合成能成为治疗和预防炎症、骨质疏松甚至癌症药物理想PGE2,而PGE2的小分子结构及亲脂属性允许它通过的新靶点。

血脑屏障,扩散到各个CNS神经元,唤起发热反参考文献

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前列腺素E2合成酶研究进展

作者:

作者单位:王旭光, 梁统, 周克元王旭光(广东医学院,生物化学及分子生物学研究所,广东,湛江,524023;广东医学院,附属医

院中心实验室,广东,湛江,524001), 梁统,周克元(广东医学院,生物化学及分子生物学研究

所,广东,湛江,524023)

国外医学(生理、病理科学与临床分册)

FOREIGN MEDICAL SCIENCES(SECTION OF PATHOPHYSIOLOGY AND CLINICAL MEDICINE)

2004,24(5)

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25. Yamagata K;Matsumura K;InoueW Coexpression of microsomal-type prostaglandin E synthase withcyclooxygenase-2 in brain endothelial cells of rats during endotoxin-induced fever 2001(08)

26. Louise B;Marc O;Kevin P Deletion of microsomal prostaglandin E2 synthase-1 reduces both inducibleand basal PGE2 production and alters the gastric prostanoid profile[外文期刊] 2004(22)

27. Kotha S;Kazuhiko Y;Ellen S Microsomal prostaglandin E synthase-1 is overexpressed in inflammatorybowel disease: evidence for involvement of the transcription factor Egr-1[外文期刊] 2004(13)

28. Efisio P;Norisato M;Jeffrey A Microsomal prostaglandin E2synthase-1 is induced by conditional

expression of RET/PTC in thyroid PCCL3 cells through the activation of the MEK-ERK pathway[外文期刊]2003(52)

引证文献(1条)

1. 尚芳芳. 于小玲. 齐瑞芳. 李玉芝. 姜长青 前列腺癌组织mPGES-1表达及其与COX-2的相关性[期刊论文]-齐鲁医学杂志 2008(3)

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