Alox5,也称为5-脂氧合酶(5-lipoxygenase, 5-LO),是一种重要的脂质代谢酶,参与催化花生四烯酸(arachidonic acid)转化为白三烯(leukotrienes, LTs)的过程。LTs是一类具有广泛生物学功能的脂质介质,参与炎症、免疫反应、细胞增殖和凋亡等多种生理和病理过程。Alox5的表达和活性受到多种因素的调控,包括基因多态性、信号通路和表观遗传修饰等。
Alox5在多种疾病中发挥重要作用,包括黑色素瘤、亨廷顿病、肝脏炎症、胆管癌、动脉粥样硬化、肺病和儿童败血症等。Alox5的异常表达和活性可能导致细胞凋亡、坏死、铁死亡等细胞死亡方式,进而影响疾病的进展和预后。
黑色素瘤是一种高度恶性的皮肤癌,其治疗和预后仍然具有挑战性。研究发现,Alox5的表达水平与黑色素瘤患者的预后相关。在黑色素瘤细胞中,Alox5的表达下调与患者的预后良好相关,并且是黑色素瘤的独立预后因素[1]。Alox5的表达上调可以促进自噬和铁死亡的发生,而抑制自噬可以减少Alox5增强的铁死亡。机制研究表明,Alox5的升高可以激活AMPK/mTOR通路并抑制GPX4的表达,从而促进自噬依赖性铁死亡的发生。Alox5缺陷可以抵抗自噬和铁死亡,这为黑色素瘤药物开发提供了新的靶点和思路[1]。
亨廷顿病是一种神经退行性疾病,其主要特征是神经细胞的死亡和运动障碍。研究发现,Alox5在亨廷顿病中发挥重要作用。亨廷顿病小鼠的脑组织中,Alox5的表达上调,并且与mHTT的表达相关。Alox5的敲除可以显著改善亨廷顿病小鼠的病理表型和延长其寿命[2]。机制研究表明,Alox5的活性受到FLAP的调节,FLAP是Alox5介导的脂氧合酶活性的重要辅助因子。mHTT的表达可以稳定FLAP,从而激活Alox5介导的铁死亡。因此,Alox5是mHTT介导的铁死亡的重要调节因子,并且是亨廷顿病的一个潜在治疗靶点[2]。
肝脏炎症是肝脏疾病的重要病理过程,包括肝炎、肝硬化和肝癌等。肝脏炎症可以导致肝细胞的损伤和死亡,进而影响肝脏的功能和结构。研究发现,Alox5在肝脏炎症中发挥重要作用。Alox5的表达上调可以促进肝细胞的凋亡和坏死,进而加重肝脏炎症的损伤。此外,Alox5还可以通过调节巨噬细胞的募集和活化,影响肝脏炎症的进展和预后[3]。
胆管癌是一种罕见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率逐年上升。胆管癌的治疗和预后仍然具有挑战性。研究发现,Alox5在胆管癌中发挥重要作用。Alox5的表达上调可以促进胆管癌细胞的增殖和迁移,并且与胆管癌的预后不良相关。Alox5可以通过激活PI3K通路,促进巨噬细胞的募集和活化,进而促进胆管癌的进展[4]。
动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病,其发病机制与免疫代谢和氧化应激的相互作用有关。研究发现,Alox5在动脉粥样硬化中发挥重要作用。Alox5的表达上调可以促进巨噬细胞的铁死亡,进而影响动脉粥样硬化斑块的稳定性。此外,Alox5还可以通过调节巨噬细胞的募集和活化,影响动脉粥样硬化的进展和预后[5]。Alox5的基因多态性与动脉粥样硬化的易感性相关,这为动脉粥样硬化的预防和治疗提供了新的思路和策略[6]。
肺病是一种常见的呼吸系统疾病,包括哮喘、慢性阻塞性肺病和肺癌等。研究发现,Alox5在肺病中发挥重要作用。Alox5的表达上调可以促进肺细胞的凋亡和坏死,进而加重肺病的损伤。此外,Alox5还可以通过调节巨噬细胞的募集和活化,影响肺病的进展和预后[7]。
儿童败血症是一种严重的感染性疾病,其发病率和死亡率较高。研究发现,Alox5在儿童败血症中发挥重要作用。Alox5的表达上调可以促进巨噬细胞的铁死亡,进而影响儿童败血症的进展和预后[8]。
综上所述,Alox5是一种重要的脂质代谢酶,参与催化花生四烯酸转化为白三烯的过程。Alox5在多种疾病中发挥重要作用,包括黑色素瘤、亨廷顿病、肝脏炎症、胆管癌、动脉粥样硬化、肺病和儿童败血症等。Alox5的异常表达和活性可能导致细胞凋亡、坏死、铁死亡等细胞死亡方式,进而影响疾病的进展和预后。因此,Alox5是多种疾病的重要治疗靶点,其研究和应用具有重要的临床价值。
参考文献:
1. Wang, Min, Zeng, Guang, Xiong, Bingrui, Guo, Liang, Cai, Lin. 2023. ALOX5 promotes autophagy-dependent ferroptosis by activating the AMPK/mTOR pathway in melanoma. In Biochemical pharmacology, 212, 115554. doi:10.1016/j.bcp.2023.115554. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37080437/
2. Song, Shujuan, Su, Zhenyi, Kon, Ning, Stockwell, Brent R, Gu, Wei. 2023. ALOX5-mediated ferroptosis acts as a distinct cell death pathway upon oxidative stress in Huntington's disease. In Genes & development, 37, 204-217. doi:10.1101/gad.350211.122. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36921996/
3. Brenner, Catherine, Galluzzi, Lorenzo, Kepp, Oliver, Kroemer, Guido. 2013. Decoding cell death signals in liver inflammation. In Journal of hepatology, 59, 583-94. doi:10.1016/j.jhep.2013.03.033. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23567086/
4. Chen, Jialu, Tang, Yue, Qin, Delong, Tang, Chengwei, Tang, Zhaohui. 2023. ALOX5 acts as a key role in regulating the immune microenvironment in intrahepatic cholangiocarcinoma, recruiting tumor-associated macrophages through PI3K pathway. In Journal of translational medicine, 21, 923. doi:10.1186/s12967-023-04804-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38124204/
5. Mirra, Davida, Esposito, Renata, Spaziano, Giuseppe, Gallelli, Luca, D'Agostino, Bruno. 2023. Association between Sex-Related ALOX5 Gene Polymorphisms and Lung Atopy Risk. In Journal of clinical medicine, 12, . doi:10.3390/jcm12082775. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37109111/
6. Li, Minhui, Xin, Siyuan, Gu, Ruiyuan, Zhang, Ruijing, Dong, Honglin. 2022. Novel Diagnostic Biomarkers Related to Oxidative Stress and Macrophage Ferroptosis in Atherosclerosis. In Oxidative medicine and cellular longevity, 2022, 8917947. doi:10.1155/2022/8917947. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36035208/
7. Camacho-Mejorado, Rafael, Gómez, Rocío, Torres-Sánchez, Luisa E, Meraz-Ríos, Marco Antonio, Majluf-Cruz, Abraham. 2020. ALOX5, LPA, MMP9 and TPO gene polymorphisms increase atherothrombosis susceptibility in middle-aged Mexicans. In Royal Society open science, 7, 190775. doi:10.1098/rsos.190775. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32218930/
8. Wei, Xiaoping, Wang, Chen, Feng, Haiming, Jin, Tao, Meng, Yuqi. 2020. Effects of ALOX5, IL6R and SFTPD gene polymorphisms on the risk of lung cancer: A case-control study in China. In International immunopharmacology, 79, 106155. doi:10.1016/j.intimp.2019.106155. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31918059/