综述：靶向硒健康（SEH）疗法的新时代：从抑制作用到蛋白质降解的战略性转变

《European Journal of Medicinal Chemistry》：A new era in targeted sEH therapy: strategic evolution from inhibition to protein degradation

sEH作为EETs代谢的关键酶，其抑制剂通过增加EETs水平发挥抗炎、镇痛、心血管保护等作用，研究聚焦于结构优化与多靶点开发，但N端磷酸酶调控和血脑屏障穿透仍是瓶颈。

　　

姚慧志|刘畅|周欣|秦琪|朱五福

江西中医药大学药学院药物设计与评价重点实验室

摘要

可溶性环氧水解酶（sEH）是参与内源性环氧二十三烯酸（EETs）代谢的关键酶。抑制sEH会导致EETs的积累，而EETs具有多种有益的生理作用，如抗炎、镇痛、心血管保护以及代谢调节作用。EETs已成为治疗炎症、疼痛、代谢疾病和神经退行性疾病的重要靶点。本文总结了sEH的生物学功能和蛋白质特性，并系统地回顾了抑制剂领域的进展。目前，寻找高效且选择性的抑制剂主要集中在尿素和酰胺骨架的优化上；同时，基于sEH的多靶点抑制剂（例如sEH/COX-2、sEH/PPARγ）的研究正在迅速发展，旨在通过协同机制提高疗效并减少副作用。在天然产物中已发现多种结构多样的sEH抑制剂。最后，我们指出了关键的知识空白——特别是N端磷酸酶结构域（sEH-P）的调节潜力尚未得到充分探索，以及血脑屏障（BBB）通透性的限制——并提出了从机制研究到临床精准医疗的转化路径。

引言

花生四烯酸（AA）是一种重要的ω-6系列二十四烯酸多不饱和脂肪酸，广泛存在于细胞膜磷脂中[1]。当细胞受到机械、炎症或免疫信号的刺激时，磷脂酶A₂（PLA₂）被激活，从膜磷脂中释放出AA，进入细胞质并参与多种信号通路[2]。释放的AA主要通过三种经典代谢途径转化：环氧化酶（COX）、脂氧合酶（LOX）和细胞色素P450（CYP）途径[3]。其中，COX途径生成前列腺素、前列腺环素和血栓烷等脂质介质，参与炎症调节、血管张力和血小板功能[4]；LOX途径生成白三烯等分子，在哮喘、过敏反应、关节炎和多种慢性炎症性疾病中起关键作用[5]；CYP途径将AA代谢为EETs及其二羟基二十三烯酸（DHETs）。DHETs是通过sEH在体内代谢EETs产生的主要水合产物。最近的研究发现，这些分子不仅参与血管舒张和抗炎反应，还与代谢综合征（MetS）、神经保护和肿瘤微环境调节密切相关。研究人员逐渐认识到AA代谢网络的高度可塑性和动态调节特性[6]。

近年来，AA代谢的第三条途径——CYP途径受到了越来越多的关注。该途径在CYP酶的催化下将AA转化为EETs[7]。Schwartzman等人在1989年发表于《Science》的研究中首次系统描述了EETs的生理功能，他们证明EETs在肾脏局部血流调节中起关键作用[8]。EETs的生成主要由CYP超家族中的CYP2亚家族调控，尤其是CYP2C和CYP2J亚家族。这些作为环氧合酶的酶可以催化AA特定碳-碳双键的区域选择性环氧化，从而形成多种活性EET异构体，如11,12-EET和14,15-EET[9]。这些环氧合酶酶表达在心脏、血管、肾脏、肺和胰腺等多种组织中，主要分布在内皮细胞、血管平滑肌细胞、心肌细胞和胰岛细胞等[10],[11]。其中，CYP2C8主要存在于内皮细胞中，CYP2C9在肾脏中高度表达，而CYP2J2则广泛分布于心肌细胞和血管内皮细胞[7]。此外，CYP途径还与ω-3多不饱和脂肪酸的环氧化相互作用。由此产生的EEQs（环氧二十四烯酸）和EDPs（环氧二十二碳五烯酸）被认为具有更强的抗炎和组织保护作用，为脂质介质治疗提供了新的靶点[12]。

EETs的稳态受到sEH的严格调控。该酶由EPHX2基因编码，能够催化EETs中的环氧键水解生成DHETs[13]。与母体EETs相比，DHETs的生物活性通常显著降低，在各种生理系统中的生物效应也大大减弱[14]。因此，sEH在功能上被视为EETs信号通路的主要“负调节因子”[15]。近年来的大量研究表明，sEH在人类和动物的多种器官中广泛表达，如肝脏、心脏、大脑和脂肪组织，其表达水平受炎症刺激、代谢状态、缺氧和衰老等因素的影响[16]。通过EPHX2基因敲除、基因沉默或药物抑制剂削弱sEH活性可以显著阻断EETs向DHETs的水解过程，从而增强体内EETs的稳态并增强其生理效应[17]。基于此，sEH已成为治疗代谢疾病、炎症反应、血管功能障碍和神经系统疾病等疾病的潜在靶点。最近的临床前研究表明，sEH抑制剂不仅可以改善胰岛素敏感性、降低血压、抑制炎症细胞浸润，还可能通过保护神经元和促进突触可塑性在抑郁症、阿尔茨海默病（AD）和帕金森病等神经退行性疾病中发挥作用[18],[19]。此外，sEH抑制剂在非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、心肌缺血-再灌注损伤、视网膜病变和慢性疼痛管理等病理过程中也显示出治疗潜力[20],[21]。相关抑制剂现已进入多个疾病领域的药物开发阶段。随着脂质组学和空间转录组学技术的发展，sEH-EETs轴被进一步发现参与免疫代谢调节、炎症反应调节和肿瘤微环境重塑等重要过程[22],[23]。这表明sEH抑制不仅增加了细胞内EETs的浓度，还可能通过重塑局部脂质信号网络发挥多种保护和调节作用[24]。因此，sEH正逐渐成为精确调节脂质介质平衡和治疗复杂疾病的重要分子靶点。EETs在各种疾病中的潜在治疗应用已在图1中总结。

EPHX2是人类编码sEH的基因，是一个包含19个外显子的基因（57 kb），位于8p21-12染色体区域[25]。迄今为止，已发现7种sEH的单核苷酸多态性（SNPs），包括K55R、R103C、C154Y、R287Q、R287Q/R103C、V422A和E470G[25]。与野生型（WT）蛋白相比，R103C和R287Q突变体显著降低了sEH的磷酸酶活性，而R287Q/R103C突变体的水解酶活性增强；K55R和C154Y突变体则表现出增强的N端活性。其中，K55R、R103C和R287Q与多种疾病相关，包括心力衰竭、缺血性中风、神经性厌食症和肾病[26]。

sEH属于α/β水解酶超家族成员，在肝脏、肾脏和大脑等多种器官中普遍表达[27]。sEH是一种双功能酶：其C端结构域具有将EETs水解为DHETs的环氧水解酶活性，而N端结构域具有脂质磷酸酶活性[28]。sEH-P通过富含脯氨酸的柔性连接器与sEH的C端结构域（sEH-H）相连，共同参与脂质代谢的精细调节[29]。sEH-P属于卤酸脱卤酶（HAD）超家族，其结构具有典型的Rossmann样α/β折叠，催化中心依赖Mg²⁺离子，这与其他HAD超家族成员一致[30]。HAD超家族的酶通常依赖活性位点中保守的天冬氨酸作为亲核基团，在金属离子的帮助下完成磷酸酯键的水解反应[31]。其底物主要包括溶血磷脂酸（LPA）、鞘氨醇-1-磷酸（S1P）和法尼基焦磷酸等脂质磷酸酯分子[32]。其中，LPA转化为单酰甘油（MAG）是其最具特征的催化反应，直接参与脂质信号通路的调节[33]。sEH-P的核心生理功能在于维持身体的能量和心脏代谢稳态，通过调节脂质信号（如LPA）激活产热，防止肥胖和胰岛素抵抗，并能增强心脏功能、保护缺血心肌[34]。

sEH-H的水解酶活性是其生物学功能研究的重点。通过深入的生化和结构研究，已明确该结构域的催化机制。多种X射线晶体结构表明，尿素或酰胺抑制剂可以与催化腔内的关键氨基酸残基形成稳定的氢键网络，从而实现高效结合：它们的羰基氧原子与Tyr381和Tyr465形成氢键，而氨基作为氢键供体与Asp333相互作用，共同构成核心药效团[35]。此外，药效团两侧的疏水性大体积取代基可以分别嵌入由长链和短链组成的两个结合区域，通过空间填充效应显著增强配体与活性位点的结合稳定性（图2）。基于上述明确的机制，针对sEH-H的抑制剂研究和开发已取得显著进展，目前已有几种候选药物进入临床研究阶段。

相比之下，sEH N端结构域（sEH-P）的磷酸酶活性及其抑制剂的研究起步较晚。这主要是由于其活性中心的强亲水性，使得高选择性药物分子的结合较为困难，其独立的生理功能直到近年来才得到阐明。尽管研究和开发相对滞后，但该领域已取得初步突破。Kramer等人首次报道了能够在体内有效发挥作用的sEH-P小分子抑制剂SWE101，并通过X射线晶体结构揭示了其结合模式，为结构优化提供了基础[29]。Matsumoto等人发现了具有低微摩尔活性和优于sEH-H选择性的N-取代氨基酸抑制剂[36]。特别是Matsumura等人的研究表明，sEH-P和sEH-H的两个结构域之间存在底物（如LPA和EET）介导的别构调节机制，为开发更高效和选择性的抑制剂提供了新思路[28]。此外，Kihara和Nishimura报道了4-氨基苯甲酸类化合物（Ki ～ 11-15 μM）作为N-磷酸的选择性竞争抑制剂[37]。总体而言，针对sEH-P的抑制剂仍处于开发早期阶段。尽管已有多种化学系列（小分子、氨基酸衍生物等），但其选择性、体内活性和药代动力学性能仍需进一步优化。鉴于sEH-H的研究更为系统且机制更为清晰，相关抑制剂的发展已进入临床转化阶段，本文将重点介绍sEH-H抑制剂的研究进展。

部分摘要

sEH抑制剂

目前，已有五种针对sEH的抑制剂进入临床研究阶段。它们的作用机制主要是通过抑制EETs的代谢，从而增加体内抗炎和镇痛介质的水平，干预相关疾病过程。值得注意的是，不同化合物在临床研究中对EETs及其代谢物DHETs水平的调节效果存在差异，这为我们理解这些化合物的作用提供了重要线索

sEH-PROTACs

在针对sEH的治疗领域，PROTAC（蛋白酶体靶向嵌合体）技术的引入代表了治疗策略的范式转变。PROTAC由Sakamoto和Crews于2001年首次提出，是一种设计用于通过劫持泛素-蛋白酶体系统（UPS）诱导选择性蛋白质降解的异源双功能分子[142]。PROTAC结构上由三个核心组成部分构成：一个特异性结合目标蛋白（POI）的配体（如sEH）；

总结与展望

这项综合分析强调了sEH靶向药物发现的范式转变，从“高亲和力分子构建”转向“精确网络调节”。尽管早期的药物化学研究开发出了基于尿素的药效团，通过与催化三联体的强氢键网络实现了纳米摩尔级的效力，但这些结构的高极性往往影响代谢稳定性和生物利用度，成为临床应用的主要瓶颈

CRediT作者贡献声明

刘畅：撰写——原始草稿。姚慧志：撰写——原始草稿。朱五福：监督。秦琪：资金获取。周欣：验证

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能会影响本文工作的利益冲突或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（编号：82160659、22367012）和江西省自然科学基金（编号：20232ACB206060、20224ACB216016）的支持。