COX-1与COX-2的区别

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从治疗学角度分析,COX-1和COX-2的主要区别是在生理功能上:

COX-1是原生型的酶,在正常的状态下就存在于胃肠道、肾脏等部位,其功能是促进生理性PGs的合成,调节正常组织细胞的生理活动,如对消化道黏膜起保护作用,改变血管张力等。

COX-2为同工酶,是诱生型酶。COX-2在正常组织细胞内的活性极低,当细胞受到炎症等刺激时,其在炎症细胞中的表达水平可升高至正常水平的10-80倍,引起炎症部位PGE2、PGI2和PGE1含量的增加,导致炎症反应和组织损伤 。

在细胞内,COX-1主要位于内质网,COX-2则主要位于核膜,因此COX-2产生的PGs产物可以优先进入核内,调节靶基因的转录;而COX-1的PGs产物则通过胞浆分泌至组织间隙或血液内,完成调节生理活动的功能。另外,COX-1和COX-2的不同还反映在利用花生四烯酸的来源不同、mRNA的稳定性不同和终产物的不同。

Acetaminophen is one of the most commonly used analgesics worldwide. This drug is available as an oral, rectal, and intravenous preparation. Its mode of action remains undefined. Hypothesis suggest an action on a number of systems, including inhibition of central cyclooxygenases COX-2 and COX-3, modulation of descending serotoninergic pathways, action on the N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptor, or an action related to nitric oxide. The evidence for the clinical efficacy of acetaminophen is good and it is usually recommended as a first-line analgesic in mild to moderate acute and cancer pain, and as part of a multimodal approach in severe pain. It is regularly combined with other analgesics, such as codeine. It is well tolerated and side effects are rare, except for liver failure associated with an overdose.

对乙酰氨基酚是全球最常用的镇痛药之一。该药物可作为口服,直肠和静脉注射制剂。其作用方式仍未确定。假设表明对许多系统起作用,包括抑制中枢‎‎环加氧酶‎‎COX-2和‎‎COX-3‎‎,调节下降的5-羟色胺能途径,对‎‎N‎‎-甲基-‎‎d‎‎-‎‎天冬氨酸(NMDA)受体的作用,或与一‎‎氧化氮‎‎相关的作用。对乙酰氨基酚临床疗效的证据是好的,通常推荐作为轻度至中度急性和癌症疼痛的一线镇痛药,以及重度疼痛的多模式方法的一部分。它定期与其他镇痛药联合使用,如‎‎可待因‎‎。耐受性良好,副作用很少见,但与过量相关的肝功能衰竭除外。

 

科学家们直到1971年才知道阿司匹林是通过抑制一种叫做环加氧酶(cyclooxygenase,COX)起作用的。这一发现为英国科学家John Vane赢得了1982年的诺贝尔医学奖。Simmons的实验室首次确定实际上存在两种COX酶(PNAS, April 1991, 88:2692-2696):COX-2是导致疼痛、发热和炎症的罪魁祸首,但COX-1对于保护胃肠道却有着积极的作用。这一发现导致新一代叫做COX-2抑制剂类镇痛和消炎药物的产生,其中包括治疗关节炎的药物西乐葆( Celebrex)和伟克适(Vioxx)等。这些新药都非常有效,这是因为尽管它们压制了COX-2,抵消了其副作用,但对COX-1并没有影响,这就使慢性疼痛病人可以免受由于长期服用阿司匹林类药物如布洛芬、柰普生等所遭受的胃溃疡之苦,这些药物统称为非甾体抗炎药(non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAID)。

    对乙酰氨基酚属于另一类不同的解热镇痛药物,但它没有消炎作用,对于COX-1和COX-2的抑制作用都非常弱。

“自发现COX-2以来,我们对于阿司匹林类药物的作用机理已有了非常细致深入的了解。”Simmons说。“但一些问题,如对乙酰氨基酚的作用机理等还是一个难解之谜。要超越COX-1 和 COX-2 的定式,怀疑对乙酰氨基酚的故事中是否还蕴涵更为复杂的东西,这是一个艰难的过程,但对于我们而言,这是一个良好的开始。”

在这次研究中,Simmons 和他的同事--所有都是来自Brigham Young 大学的教员和学生,研究了犬脑,他们注意到一种酶是以前没有发现的。研究小组在昆虫细胞中检查了这种新酶对抗镇痛药物的作用,发现它对对乙酰氨基酚以及其它类似药物非常敏感。接下来,Simmons开始在人类组织中寻找这种新酶--COX-3,发现它在人体心脏和大脑中的表达水平最高。

在这项新研究中,Simmons和他的同事还报道发现了其它两种蛋白,他称之为部分COX-1(partial COX-1,PCOX-1)蛋白,这些蛋白与COX酶之间似乎存在着某种相关性,在犬脑中的含量丰富,但它们的功能还是一个未知数。

“我对于这些新发现的PCOX蛋白所蕴藏的潜力感到十分兴奋,”Simmons激动地说。“我想要知道它们在做什么,它们在大脑的疾病和紊乱中是否扮演着某种角色。”

这篇发表在PNAS上的文章应该被提名为美国国家科学院的成员文章,可与诺贝尔奖得主Vane的研究媲美。在阅读这篇文章时,William Harvey研究院和英国国家心肺研究院的科学家Timothy D. Warner 和 Jane A. Mitchell分别对一个世纪以来科学家们对揭开阿司匹林类药物工作机理的研究努力做了回顾和评论。

“就我们3500年来寻求对NSAID药物作用机理的解释而言,Dan Simmons研究小组这次的研究无疑标志着又一次重大进步。”他们写道。

其它参与研究的人员还包括生物化学教授Terry Elton、博士后研究人员N.V. Chandrasekharan、研究生Hu Dai 和 K. Lamar Turepu Roos、以及本科生Nathan K. Evanson 和 Joshua Tomsik等。

消息来源的:Brigham Young大学

生物通摘译自BIO.COM

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