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鞘脂类是生物膜的重要组成成分,具有保护细胞内物质的作用。近年来,随着生物技术的发展以及人类疾病谱的复杂化,人类对鞘脂类的认识不断深入。现在认为,鞘脂类不仅是生物膜的重要组成成分,同时还在细胞生命活动信号转导中发挥重要作用。鞘氨醇-1-磷酸(sphingosine-1-phosphate,S1P)是近年来发现的具有重要生理功能的生物活性脂类,广泛存在于血液、淋巴液、红细胞、中性粒细胞、血小板细胞在形成S1P的同时,可经S1P磷酸化酶(S1Pphosphorylase)作用脱去磷酸基生成鞘胺醇,也可经S1P裂解酶(S1Plyase,S1PL)不可逆地分解为磷脂酰乙醇胺和棕榈醛,从而保证了人体生理环境中S1P的动态平衡。S1P既可作为第二信使直接作用于细胞内靶标,也可经转运蛋白转运到细胞外与相应的受体结合[2],激活一系列下游信号通路产生重要生理功能,如细胞的增殖、迁移、存活、凋亡和细胞通讯等,参与免疫调节、造血调控、同种异体移植反应、糖代谢调节和炎症调节[3]等多种生理功能。近年来,基于S1P信号通路的药物研发已成为自身免疫疾病、肿瘤等相关领域的研究热点。本文将对S1P信号通路相关的药物研究进展进行归纳和总结,为进一步的新药研发提供参考。S1P代谢途径及信号通路示意图见图1。1S1P信号通路与生理功能由于S1P分布的广泛性和功能的多样性,使其与多种生理和病理过程相关。所以通过对酶或受体的调节,使疾病部位S1P的浓度发生改变,从而起到治疗和缓解疾病的目的。在心血管系统中,S1P主要参与血管生长和血管紧张度调节等重要功能,在抑制动脉粥样斑块生长、治疗心肌梗死、调节心肌肥大中发挥重要作用[4]。有研究发现,S1P可以通过PI3K/Akt信号通路减轻心肌缺血再灌注损伤,具有保护心肌的作用[5];此外,S1P和ERK1/2信号通路对小鼠肥厚心肌缺血再灌注具有缺血后适应保护作用[6];还有研究表明,经S1P处理的原代骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)更易内皮化[7],从而促进BM-MSCs更好地修复损伤的心肌细胞,促进BM-MSCs的临床应用。在糖代谢方面,S1P可增加胰岛素抵抗细胞摄取葡萄糖的能力,改善糖代谢。在胰岛素诱导正常人肝L02细胞成功构建的胰岛素抵抗模型中,有研究发现S1P可以促进模型细胞的糖代谢,提示S1P可以作为筛选降糖药的新靶点[8]。也有研究发现,高血糖可以激活S1P/SPHK1信号通路[9],使肾小球系膜细胞增殖,与糖尿病肾病的发生发展相关,为临床糖尿病肾病的治疗提供了新的思路。在免疫系统中,抑制SPHK激活能显著或者甚至完全阻断促炎物质引起的细胞反应,如Ca2+的代谢、脱颗粒、趋化性和细胞因子的分泌。此外,S1P还可通过与细胞表面的S1P受体结合,使受体内陷,诱导淋巴细胞回巢,抑制淋巴细胞自外周淋巴结及次级淋巴器官的外流,阻止淋巴细胞到达炎性损害或移植物的位置,具有免疫调控的作用。S1P信号通路参与多种自身免疫病的发生发展,如多发性硬化症、系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、溃疡性结肠炎[10]等。S1P拮抗剂可使淋巴细胞停留在淋巴组织内,防止进入外周血和炎性病变部位,从而抑制外周的免疫反应。近年来,S1PR的选择性和非选择性调节剂的研发已成为治疗自身免疫病药物的新趋势。肿瘤方面,神经酰胺和鞘氨醇主要引起细胞周期阻滞和促进细胞凋亡,而S1P则主要促进细胞存活。催化S1P生成的关键酶SPHK1由于具有肿瘤的癌基因特性且在多种肿瘤细胞中高表达,上调SPHK1的表达能够增强细胞的致癌性[11],所以S1P与鞘氨醇之间的平衡决定了细胞的命运,SPHK已成为肿瘤治疗的靶点,SPHK的选择性和非选择性抑制剂已在不同的研发阶段。在呼吸系统中,最近在肺部炎症研究中发现,其血清和肺泡灌洗液中S1P及SPHK表达增加,并通过S1P/SPHK信号通路调节肺血管重塑、气道高反应性和平滑肌收缩等,从而影响肺部相关疾病的发生发展[12],如哮喘、肺纤维化、肺炎、肺癌和慢性阻塞性肺病等。S1P信号通路相关药物的研发可能为肺部难治性疾病提供新的治疗靶点。在其他方面,S1P可以提高骨骼肌成肌细胞DNA合成、促进细胞生长[13],在肌损伤细胞移植治疗中具有重要作用。S1P在缺氧条件下对人视网膜色素上皮细胞的增生有促进作用,对细胞的凋亡有抑制作用[14],由于缺氧是脉络膜新生血管的关键因素,也是许多眼部疾病的病理基础,所以随着S1P研究的进一步深入,其相关机制有望成为脉络膜新生血管治疗的新靶点。最近研究还发现,SPHK/S1P/S1PR信号系统介导的血管生成在肝纤维化中起重要作用[15],可能会为肝纤维化治疗提供新的思路。总之,S1P作为生物活性脂质与很多生理和病理过程相关,与其相关的药物研发已成为医药领域研究的热点。2S1P信号通路相关的药物研究进展在S1P信号通路上,某些药物可以通过激动或抑制S1P受体从而改变S1P在不同疾病中的生理功能。S1P受体属于G蛋白偶联受体,有5个亚型,即S1PR1-5,其中S1PR1-3广泛表达于各种组织,S1PR4主要在淋巴系统和血液系统中表达,S1PR5主要在中枢神经系统中表达[16],而S1PR不同亚型的选择性或非选择性的调节剂已作为自身免疫疾病的治疗药物。此外,SPHK和S1P裂解酶是影响S1P发挥重要生理功能的关键酶,通过增加或减弱相应酶的活性调节S1P在不同细胞中的浓度,从而起到治疗不同疾病的作用。S1P在血液和淋巴液中的含量丰富,但是在组织液中的含量很低,这就形成了组织和血液淋巴液之间的S1P梯度[17],这种S1P梯度导致了T、B淋巴细胞、树突状细胞等的迁移。SPHK作为S1P生物合成中的关键酶,有SPHK1和SPHK2两个亚型,有大量报道显示前者与肿瘤相关,所以SPHK目前主要作为开发肿瘤化疗药物的新靶点。2.1S1P受体调节剂S1P受体调节剂是目前研发最多且很重要的炎症和免疫应答的调节剂,是自身免疫病治疗的新靶点。S1P受体调节剂的研究始于FTY-720,是第一个被FDA批准的,由诺华公司研发的用于治疗多发性硬化症(MS)的一线口服药物,作用于除S1PR2以外的其他4种受体,其磷酸化产物FTY-720-P与S1P分子结构类似,可竞争性结合S1PR1,使受体发生内陷,抑制淋巴细胞自外周淋巴结及次级淋巴器官的外流,使外周淋巴细胞减少,发挥免疫抑制作用。FTY-720诱导淋巴细胞“归巢”的作用是可逆的,停药后淋巴细胞可恢复至正常水平,较少影响机体的正常免疫功能。目前FTY-720处于MS的Ⅲ期临床试验,对自身免疫病、同种异体移植反应、肿瘤[18]等疾病均有治疗作用。但随着FTY-720临床深入研究,发现FTY720的受体选择性不高,在激动S1PR1的同时也可激动S1PR3,引起心肌传导G蛋白的门控内向整流钾通道激活,从而导致临床出现心动过缓、房室传导阻滞等不良反应,极大程度地限制了其应用。这就需要研发选择性更强、不良反应更小的S1P受体调节剂。通过对FTY-720疏水侧链的结构修饰,诺华公司又研发了BAF312,是S1PR1和S1PR5的双重激动剂,其对S1PR1和S1PR5的激动作用超过S1PR2-4的1000倍,并能显著而持久地诱导S1PR1内在化,由于对S1PR3激活较弱,因此心脏的不良反应较小[19],目前在进展型MS的Ⅲ期临床试验、多肌炎和复发缓解型多发性硬化症(RRMS)的Ⅱ期临床试验中[20]。最近的研究发现,BAF312可以调节神经胶质细胞功能、减轻神经脱髓鞘,所以BAF312可治疗除MS外的神经脱髓鞘紊乱疾病[21]。FTY-720的另一个衍生物是KRP-203,具有较高的S1PR1选择性,对S1PR1的选择性是S1PR3的1000倍,并未观察到引起心动过缓的不良反应[22],现已在溃疡性结肠炎(UC)和全身性红斑狼疮的Ⅱ期临床试验中[20],并有研究发现KRP-203可以显著延长同种异体移植胰岛的存活期[23],这为糖尿病的治疗带来了新的希望。日本小野药品工业公司开发的ONO-4641是一种S1PR1和S1PR5高选择性的激动剂,用于MS的治疗,已进入Ⅱ期临床研究,但临床数据报道很少[22]。日本DaiichiSankyo公司研制的用于MS的药物CS-0777,对S1PR1具有很高的选择性,现已进入Ⅱ期临床试验,在小鼠的实验性自身免疫性脑脊髓炎模型中表现出对MS有较好的疗效[24]。瑞士Actelion生物制药公司通过高通量筛选技术研发出的ACT-128800(Ponesimod),是选择性的S1PR1调节剂,免疫抑制作用具有剂量依赖性。与FTY-720相比半衰期更短,免疫抑制作用的可逆性更高。Ⅱ期临床试验显示ACT-128800对牛皮癣有治疗作用,这个发现提示S1PR1的调节剂对自身免疫病有疗效。目前在复发型MS的Ⅲ期临床中检测其安全性和有效性,同时宿主移植反应的Ⅱ期临床试验也在进行[25]。具有良好的药效和药动学特性,在小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎模型中药效良好,并对大鼠胶原介导的关节炎模型有作用[26]。目前在一系列自身免疫病治疗的Ⅰ期临床中[20]。Gonzalez研究小组研发的化合物CYM5442是选择性S1PR1激动剂,与鞘氨醇结构类似,是一种真菌的代谢产物,最近研究发现CYM5442可能作为移植抗宿主病(GVHD)的潜在治疗药物[27],在不影响供体T细胞向靶器官渗入的前提下,可以显著降低GVHD器官中的巨噬细胞水平。Recepto公司开发的RPC1063也是S1PR1的选择性激动剂,现在已进入RRMS和UC的Ⅱ期临床试验,并已在健康志愿者体内证明在治疗剂量下不会延长QT间期,也不会改变心率[20]。此外,还有一些正在临床前试验的S1PR选择性调节剂,如SEW2871是S1PR1的选择性激动剂,在小鼠的缺血再灌注损伤模型中可以减弱CD4+T细胞的炎症反应,从而减轻肾损伤。最近又在小鼠IL−/−模型中发现可以改善结肠炎症状[28],有望成为人类克罗恩病的治疗药物。ASP4058是一种结构新颖的S1PR1和S1PR5激动剂,在体外GTPγS结合实验中优先激动S1PR1和S1PR5,大鼠口服给药后可以减少外周淋巴细胞数,并抑制实验性自身免疫脑脊髓炎的发展,并能阻止复发缓解型脑脊髓炎的复发[29],与FTY-720相比安全性更高。这些都有望成为治疗人类自身免疫病更安全有效的药物。2.2SPHK调节剂神经酰胺和鞘氨醇可以引起细胞的周期阻滞和促进细胞凋亡,而S1P主要促进细胞的存活,所以鞘氨醇与S1P之间的平衡决定细胞的命运。S1P由SPHK磷酸化鞘氨醇而来,所以调节SPHK也会引起S1P浓度的改变。大量数据说明SPHK与肿瘤相关,即SPHK已经成为肿瘤治疗的新靶点。SPHK有两个亚型,即SPHK1和SPHK2,虽然高度同源,但在表达、调控及亚细胞定位上差别很大[30],这也就说明其功能存在差异,SPHK1主要促进细胞的存活与增殖,SPHK2的功能相对比较复杂,所以对于SPHK1的研究更为深入,而SPHK的调节剂也主要是SPHK1的抑制剂。药理学模型中常用的SPHK1抑制剂主要为鞘氨醇类似物,如二羟基神经酰胺(DHS)和N,N-二甲基鞘氨醇(DMS),它们在多种肿瘤细胞中都显示出诱导肿瘤细胞凋亡的作用,但二者的选择性较差,除了抑制SPHK1的活性,还可以作用于PKC等其他激酶,从而产生肝毒性和红细胞溶血[31]等不良反应。另一种鞘氨醇类似物的SPHK1抑制剂沙芬戈(safingol),作用于SPHK1、PKC和PI3K,在结肠癌中可引起自噬反应[32]。此外,水溶性的鞘氨醇类似物SK1-Ⅰ是特异性的SPHK1抑制剂,对SPHK2、神经酰胺酶和其他蛋白激酶均无影响,可以诱导急性骨髓性白血病细胞凋亡[33],另有实验证实SK1-Ⅰ还可以延长颅内恶性胶质瘤异种细胞移植的裸鼠生存期[34]。SPHK1抑制剂除了鞘氨醇类似物之外,通过人重组的SPHK1筛选出第一类非脂类的SPHK抑制剂,其中SKⅠ-Ⅱ通过降低SPHK1蛋白的表达而减少S1P的生成[35],对多种癌细胞具有细胞毒性且口