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小分子甲酰肽受体偏向激动剂17b在小鼠精确切割肺切片中的血管舒张和抗炎作用

期刊:British Journal of PharmacologyDOI:10.1111/bph.16231

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一、主要作者与机构
本研究由Monash University的多学科团队完成,第一作者为William R. Studley,通讯作者为Cheng Xue Qin和Jane E. Bourke。合作机构包括Monash University的Biomedicine Discovery Institute、Department of Paediatrics、Monash Institute of Pharmaceutical Sciences,以及Baker Heart and Diabetes Institute。研究发表于*British Journal of Pharmacology*(2023年7月5日在线发表,2024年正式刊出),标题为《The small-molecule formyl peptide receptor biased agonist, compound 17b, is a vasodilator and anti-inflammatory in mouse precision-cut lung slices》。

二、学术背景
研究领域为呼吸药理学与肺动脉高压(Pulmonary Arterial Hypertension, PAH)的靶向治疗。PAH是一种以血管收缩、炎症和血管重塑为特征的致命性疾病,现有疗法(如西地那非、利奥西呱和伊洛前列素)仅能缓解血管收缩,无法改善长期死亡率或抑制炎症。甲酰肽受体(Formyl Peptide Receptors, FPRs)是G蛋白偶联受体(GPCRs),此前研究发现其在小鼠主动脉中具有调节血管功能和炎症的潜力,但尚未在肺动脉中验证。本研究旨在评估FPR偏向性激动剂17b(compound 17b)在肺动脉中的血管舒张和抗炎作用,并与标准疗法对比。

三、研究流程
1. 实验模型构建
- 研究对象:8周龄C57BL/6小鼠的肺组织,制备精密肺切片(Precision-Cut Lung Slices, PCLs),厚度为200–500 μm,包含完整的小肺动脉(直径<150 μm)。
- 免疫组化:通过抗体染色确认FPR1和FPR2在肺血管、气道和实质中的表达(图1),阴性对照为无抗体组,阳性对照为小鼠肾脏组织。

  1. 血管舒张实验

    • 预处理:PCLs用5-羟色胺(5-HT, 3 μM)预收缩后,分别测试17b、43、西地那非、利奥西呱和伊洛前列素的浓度-反应曲线(图2)。
    • 信号通路分析:使用FPR1拮抗剂(环孢素H)、FPR2拮抗剂(Quin-C7)、一氧化氮合酶抑制剂(L-NAME)、环氧合酶抑制剂(吲哚美辛)和可溶性鸟苷酸环化酶抑制剂(ODQ)预处理,评估17b的作用机制(图3)。
  2. 炎症模型验证

    • 炎症刺激:PCLs用肿瘤坏死因子-α(TNF-α, 10 ng/mL)或脂多糖(LPS, 10 μg/mL)处理24–72小时,检测17b在炎症条件下的血管舒张效果(图4)。
    • 细胞因子检测:通过ELISA测定TNF-α、IL-6、KC/CXCL2和MCP-1/CCL2的释放水平(图5-6),并评估17b的抑制作用是否依赖FPR2(使用拮抗剂Quin-C7验证)。
  3. 数据分析

    • 统计方法:采用Prism 9.4进行非线性曲线拟合(计算pEC50和最大反应),Shapiro-Wilk检验正态性,ANOVA或t检验比较组间差异(显著性阈值p<0.05)。

四、主要结果
1. FPR激动剂的血管舒张效应
- 17b和43均能浓度依赖性舒张肺动脉,但17b的效力(pEC50=5.33)比43高5倍(表1)。
- 与标准疗法相比,17b的效力高于西地那非(pEC50=4.45),与利奥西呱相当,但低于伊洛前列素(pEC50=7.90)。

  1. 受体与信号机制

    • 17b的舒张作用被FPR1拮抗剂环孢素H抑制60%,而FPR2拮抗剂无影响(图3b),表明其依赖FPR1。
    • 17b的作用不受NO、前列腺素或钾通道抑制剂影响,提示其通过非经典通路发挥作用(图3c-d)。
  2. 炎症条件下的效果维持

    • 在TNF-α或LPS处理的PCLs中,17b的舒张效力和最大反应均未降低,而西地那非和伊洛前列素的疗效分别下降33%和27%(表2,图4)。
  3. 抗炎作用

    • 17b显著抑制TNF-α诱导的IL-6、KC/CXCL2和MCP-1释放(图5a-c),且该作用被FPR2拮抗剂阻断(图6a),表明抗炎效应依赖FPR2。

五、结论与意义
本研究首次证实FPR偏向性激动剂17b在肺动脉中具有双重作用:
1. 科学价值:揭示了FPR1和FPR2在血管功能与炎症中的差异化调控机制,为GPCR靶向治疗提供了新视角。
2. 应用价值:17b在炎症条件下仍保持血管舒张能力,并能抑制PAH相关细胞因子释放,有望成为PAH的替代或辅助疗法。

六、研究亮点
1. 创新方法:首次利用PCLs技术整合小肺动脉舒张与炎症反应的同步评估,克服了传统离体血管环模型的局限性。
2. 靶点发现:明确17b的血管舒张依赖FPR1,而抗炎作用依赖FPR2,为开发选择性FPR调节剂奠定基础。
3. 转化潜力:17b的双重作用优于现有仅靶向血管收缩的PAH药物,具有临床转化前景。

七、其他价值
研究还发现,标准疗法在炎症环境中的疗效下降,提示PAH治疗需同时靶向血管和炎症通路。此外,PCLs模型为后续研究GPCR在肺血管疾病中的作用提供了可靠平台。


(注:全文约2000字,涵盖研究全貌,重点突出机制与转化意义。)

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