12-ヒドロキシエイコサテトラエン酸

12-ヒドロキシエイコサテトラエン酸（12-HETE）は、炭素数20の多価不飽和脂肪酸であるアラキドン酸の誘導体であり、炭素12位にヒドロキシル基を持ち、4つの二重結合に5Z、8Z、10E 、 14Zのシス-トランス配置（Z=シス、E=トランス）を持つ。これは、ヒトおよびウシの血小板が12S-リポキシゲナーゼ（ALOX12 ）酵素を介してアラキドン酸を代謝する産物として初めて発見された。^{[ 1 ] [ 2 ]} しかし、12-HETE という用語は曖昧で、血小板によって生成される最初に検出された「S」立体異性体、12 S -ヒドロキシ-5 Z、8Z、10 E、14 Z -エイコサテトラエン酸 (12( S )-HETE または 12 S -HETE) だけでなく、他の組織が 12 R -リポキシゲナーゼ酵素 ALOX12B を介して生成する後に検出された「R」立体異性体、12( R ) -ヒドロキシ-5 Z、8Z、10 E、14 Z -エイコサテトラエン酸 (12( R )-HETE または 12 R -HETE とも呼ばれる) も指すために使用されています。これら 2 つの異性体は、直接またはさらに代謝された後に、さまざまなヒトの生理的および病理的反応に関与していると考えられています。細胞から分泌され、循環系を介して遠隔の細胞の挙動を変化させ、内分泌シグナル伝達物質として作用するホルモンとは異なり、これらのアラキドン酸代謝産物は、自己分泌シグナル伝達物質および／または傍分泌シグナル伝達物質として局所的に作用し、それぞれ由来細胞または近傍細胞の挙動を調節する。これらの役割において、アラキドン酸代謝産物は、撹乱に対する細胞および組織の反応を増幅または抑制し、拡大または縮小させる可能性がある。

ヒトでは、アラキドン酸12-リポキシゲナーゼ（12-LO、12-LOX、ALO12、または血小板型12-リポキシゲナーゼ）はALOX12遺伝子によってコードされ、主に血小板と皮膚で発現します。ALOX12はアラキドン酸をほぼ完全に12( S )-ヒドロペルオキシ-5Z ,8Z , 10E , 14Z-エイコサテトラエン酸（12( S )-HpETEまたは12S - HpETE）に代謝します。^{[ 3 ]}アラキドン酸15-リポキシゲナーゼ-1（15-LO-1、15-LOX-1、ALOX15）は、ALOX12よりもはるかに多くの組織で発現しており、アラキドン酸を主に15( S )-HpETEと15-ヒドロキシイコサテトラエン酸ファミリーの他の代謝産物に代謝します。ただし、この代謝中に、ALOX15は12( S )-HpETEも副産物として生成します。^{[ 4 ]} アラキドン酸12-リポキシゲナーゼ12R型（12RLOXとも呼ばれ、ALOX12B遺伝子によってコードされる）は、主に皮膚と角膜で発現しており、アラキドン酸を12( R )-HpETEに代謝します。^{[ 5 ] [ 6 ]}シトクロム P450酵素は、アラキドン酸をさまざまなヒドロペルオキシ、エポキシ、およびジヒドロキシ誘導体に変換します。これには、12( S )-HpETE と 12( R )-HpETE または 12( S )-HETE と 12( R )-HETEのラセミ混合物が含まれます。これらの混合物では、 R立体異性体が優勢です。 ^{[ 5 ] [ 7 ] [ 8 ]} 初期の 12( S )-HpETE および 12( R )-HpETE 生成物は、生成経路に関係なく、遍在する細胞ペルオキシダーゼ、特にグルタチオンペルオキシダーゼ^{[ 9 ]}によって、それぞれ 12( S )-HETE および 12( R )-HETE に急速に還元されるか、または、以下で説明するようにさらに代謝されます。

マウス、ラット、ウサギ、ウシ、ブタなどの亜霊長類哺乳類は、血小板型12-リポキシゲナーゼを発現するだけでなく、白血球型12-リポキシゲナーゼ（12/15-リポキシゲナーゼ、12/15-LOX、12/15-LOとも呼ばれる）も発現する。これは、主に15( S )-HpETEを生成し、12( S )-HpETEを副産物として生成するという点で、ヒト15-LO-1のオルソログであり、代謝的に同等である。 ^{[ 3 ] [ 10 ]}マウスはまた、表皮型15-リポキシゲナーゼ（e-12LO）も発現し、これはヒト15-LOX-2と50.8%のアミノ酸配列同一性、マウスアラキドン酸8-リポキシゲナーゼ と49.3%の配列同一性を持つ。^{[ 11 ]} マウスe-12LOはアラキドン酸を主に12( S )-HETEに、そして少量ながら15( S )-HETEに代謝する。^{[ 12 ]}

ヒト以外の霊長類は、広範な調査は行われていないものの、遺伝的近縁度に応じて、霊長類以外の哺乳類やヒトのものと類似した12-リポキシゲナーゼ発現パターンを示すようである。^{[ 13 ]}

ヒト（およびマウス）の皮膚表皮では、12( R )-HpETEは表皮型リポキシゲナーゼ、すなわちeLOX3（ALOXE3遺伝子によってコードされる）によって2つの生成物に代謝されます。a) 特定のヘポキシリン、8R-ヒドロキシ-11R , 12R-エポキシ-5Z ,9E , 14Z-エイコサテトラエン酸（すなわち8R-ヒドロキシ-11R , 12R-エポキシ-ヘポキシリンA3または8R - OH-11R , 12R-エポキシ-ヘポキシリンA3）およびb) 12-オキソ-5Z , 8Z , 10E , 14Z-エイコサテトラエン酸（12-オキソ-HETE、12-オキソETE、12-ケト-ETE、または12-KETE）。 8 R -ヒドロキシ-11 R ,12 R -エポキシ-ヘポキシリン A3 は、可溶性エポキシドヒドロラーゼ 2 (sEH) によってさらに代謝され、8 R ,11 R ,12 R -トリヒドロキシ-5 Z ,9 E ,14 Z -エイコサテトラエン酸になります。^{[ 14 ]} 12( R )-HpETE も自発的に分解し、さまざまな部位にRまたはSヒドロキシおよびエポキシ残基を持つヘポキシリンとトリヒドロキシ-エイコサテトラエン酸の混合物になりますが、8 R -ヒドロキシ-11 R ,12 R -エポキシ-ヘポキシリン A3 は自発的に分解して 8 R ,11 R ,12 R -トリヒドロキシ-5 Z ,9 E ,14 Z -エイコサテトラエン酸になります。^{[ 14 ]} これらの分解は、組織分離手順中に発生する可能性があります。最近の研究によると、ALOX12Bによって生成された 12-HpETE のR立体異性体、そしておそらくALOX12 または ALOX15 によって生成された 12-HpETE のS立体異性体のALOXE3による代謝が、ヒトおよびマウスの皮膚や舌の表皮、そしておそらく他の組織における様々なヘポキシリンの形成に関与していることが示唆されている。^{[ 15 ] [ 16 ]}

ヒトの皮膚は、12( S )-HpETEを12( R )-HpETEと厳密に類似した反応で代謝します。12( S )-HpETEはeLOX3によって8R-ヒドロキシ-11S ,12S-エポキシ-5Z , 9E , 14Z-エイコサテトラエン酸と12-オキソ-ETEに代謝され、前者の生成物はsEHによって8R , 11S , 12S-トリヒドロキシ-5Z ,9E , 14Z-エイコサテトラエン酸に代謝されます。 12( S )-HpETEは、様々な部位にRまたはSヒドロキシ基とR , SまたはS , Rエポキシド基を有するヘポキシリンとトリヒドロキシエイコサテトラエン酸（トリオキシリン）の混合物に自発的に分解する一方、 8R-ヒドロキシ-11S ,12S-エポキシヘポキシリンA3は、8R ,11S , 12S-トリヒドロキシ-5Z ,9E , 14Z-エイコサテトラエン酸に自発的に分解する。^{[ 14 ]}

他の組織や動物種では、多数のヘポキシリンが形成されるが、それらの形成に関与するヘポキシリン合成酵素活性は様々である。(ヘポキシリンA3 [8 R/S -ヒドロキシ-11,12-エポキシ-5 Z ,9 E ,14 Z -エイコサトリエン酸] およびヘポキシリンB3 [10 R/S -ヒドロキシ-11,12-エポキシ-5 Z ,8 Z ,14 Z -エイコサトリエン酸] は、アラキドン酸由来のジアステレオマーおよび/またはエナンチオマーの混合物を指す。 ^{[ 9 ] [ 15 ]} ) 培養したRINm5Fラットインスリン腫細胞は、12( S )-HpETEをヘポキシリンA3に変換するが、この反応は細胞の白血球型12-LOXに完全に依存し、かつ共局在する。さらに、組換えラットおよびブタ白血球型12-LOX、ならびにヒト血小板型12-LOXは、12( S )-HpETEをヘポキシリンA3に代謝する。^{[ 17 ]}しかし、ラットeLOX3を含む6種類のラットリポキシゲナーゼのそれぞれをHEK293ヒト胎児腎細胞にトランスフェクションしたところ、ヘポキシリンB3の産生にはeLOX3が必要であることがわかった。さらに、ラットにおける炎症誘発性触覚痛過敏症（知覚過敏；触覚アロディニア） の発症には、脊髄組織によるeLOX3依存的なヘポキシリンB3の産生が必要であった。^{[ 18 ]} したがって、12(S)-HpETEからのヘポキシリンの生成は、血小板または白血球型12-LOXの固有の活性に起因する可能性があり、eLOX3を必要とするか、あるいは分離中の12( S )-HpETEの自然発生的（そしておそらく人工的）分解に起因する可能性もある。ヘポキシリン形成に関する報告の大部分は、進化した経路を定義していない。

ヒトおよび他の哺乳類のチトクロムP450酵素は、12( S )-HpETEを12-オキソ-ETEに変換する。

12-HETE（立体異性体は未決定）、12( S )-HETE、12-オキソ-ETE、ヘポキシリンB3、およびトリオキシリンB3は、正常なヒト表皮およびヒト乾癬鱗屑から単離されたリン脂質のsn -2位に存在することがわかった。 ^{[ 19 ] [ 20 ]} これは、これらの代謝物が、これらのリン脂質のsn -2位のアラキドン酸の代謝によって形成され、または直接生成された後に、sn -2位にアシル化されることを示している。これらのアシル化反応は、代謝物を隔離して不活性化するか、細胞刺激中に放出するために保存する可能性がある。^{[ 21 ]}

12( S )-HETEと12( R )-HETEは、ブタ多形核白血球のミクロソームNAD+依存性12-ヒドロキシエイコサノイド脱水素酵素によって12-オキソ-ETEに変換されます。同様の経路は、ウサギ角膜上皮、ウシ角膜上皮、およびマウス角化細胞で活性である可能性がありますが、この経路はヒト組織では報告されていません。^{[ 22 ]}

12-オキソ-ETEは細胞質NADH依存性12-オキソエイコシノイドΔ10-還元酵素によって12-オキソ-5 Z ,8 Z ,14 Z -エイコサトリエン酸（12-オキソ-ETrE）に代謝され、その後12-ケトレダクターゼによってこの12-オキソ-ETrEが12( R )-ヒドロキシ-5 Z ,8 Z ,14 Z -エイコサトリエン酸（12( R )-HETrE）に還元され、さらに程度は低いものの12( S )-ヒドロキシ-5 Z ,8 Z ,14 Z -エイコサトリエン酸（12( S )-HETrE）に還元される。^{[ 22 ]}

PC3ヒト前立腺癌細胞株からクローン化されたGタンパク質共役受容体GPR31は、12( S )-HETEに対する高親和性（Kd=4.8 nM）受容体である。GPR31は12( R )-HETEには結合せず、5( S )-HETEまたは15( S )-HETEに対する親和性は比較的低い。^{[ 23 ]} GPR31 mRNAは、K562細胞（ヒト骨髄性白血病細胞株）、Jurkat細胞（Tリンパ球細胞株）、Hut78細胞（T細胞リンパ腫細胞株）、HEK 293細胞（初代胎児腎細胞株）、MCF7細胞（乳腺腺癌細胞株）、EJ細胞（膀胱癌細胞株）など、いくつかのヒト細胞株で低レベルで発現している。このmRNAは、PC3およびDU145前立腺癌細胞株、ならびにヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）、ヒト脳微小血管内皮細胞（HBMEC）、およびヒト肺大動脈内皮細胞（HPAC）においてより高発現しているようです。^{[ 23 ]} PC-3前立腺癌細胞では、GPR31受容体が12( S )-HETE の作用を媒介し、細胞増殖やその他の機能につながるマイトジェン活性化プロテインキナーゼキナーゼ/細胞外シグナル調節キナーゼ-1/2経路およびNFκB経路を活性化します。 ^{[ 23 ]}他の細胞型における12( S )-HETE の作用におけるGPR31受容体の役割（もしあれば）は、まだ研究で明らかにされていません。

アラキドン酸の5( S ),12( R )-ジヒドロキシ代謝物であるロイコトリエンB4のAGタンパク質共役受容体、すなわちロイコトリエンB4受容体2 （BLT2）は、ロイコトリエンB4受容体1とは異なり、多くの細胞種において12( S )-HETE、12( R )-HETE、および12-オキソ-ETEに対する応答を媒介する。^{[ 24 ]}例えば、ロイコトリエン B4 受容体 2 は、ヒト好中球における細胞質 Ca ^{2+濃度の上昇 (細胞活性化の重要なシグナル) [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} 、および 12( S ) -HETE、12( R )-HETE、および/または 12-oxo-ETEによって刺激されたチャイニーズ ハムスター卵巣細胞における細胞質 Ca ²⁺濃度の上昇と走化性^{[ 24 ]} 、マウスおよびモルモットの皮膚にこれらの代謝物を注射することによって誘発される 12( S ) -HETEに対するかゆみ反応^{[ 28 ]}および 12( R )-HETEに対する PMN 炎症性浸潤反応^{[ 29 ]}を媒介します。また、ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）によるin vitroでの血管新生反応、およびマウスによる12( S )-HETEに対するin vivoでの血管新生反応も報告されている。^{[ 30 ]} BLT2受容体は、GPR31受容体とは対照的に、好中球、好酸球、単球、脾臓、肝臓、卵巣など、広範囲の組織で高レベルで発現しているようである。^{[ 24 ]} しかし、プロスタグランジンH2がトロンボキサンシンターゼによってトロンボキサンA2に代謝されるか、または非酵素的に自発的に再配列される際に生成される12-ヒドロキシヘプタデカトリエン酸（すなわち12-( S )-ヒドロキシ-5Z ,8E , 10E-ヘプタデカトリエン酸または12-HHT）は、現在までに検出された中で最も強力なBLT2受容体アゴニストである。^{[ 31 ]} 12( S )-HETE に対する反応におけるBLT2受容体とGPC31受容体の役割、およびLTB4の役割を明らかにするために、12( S )-HETEを投与し、ロイコトリエンB4がGPR31受容体と相互作用するかどうか、BLT2受容体拮抗薬がGPR31受容体に干渉するかどうか、BLT2依存性反応を示す組織におけるLTB4、12(S)-HETE、および12-HHTの相対濃度と利用可能性を決定する必要がある。最終的には、両方の受容体と3つのリガンドすべてが、生体内でのいくつかの組織反応の原因であることが判明する可能性がある。

12( S )-HETEと12( R )-HETEはトロンボキサンA2とプロスタグランジンH2の作用を媒介するトロンボキサン受容体に結合し、競合的拮抗薬として作用する。^{[ 32 ] [ 33 ]} この拮抗作用により、12( S )-HETEと12( R )-HETEはトロンボキサンA2模倣薬U46619で前収縮させたマウス腸間膜動脈を弛緩させることができた。^{[ 34 ]}

12( S )-HETEは、650 kDaの細胞質および核タンパク質複合体の50キロダルトン（kDa）サブユニットに高い親和性で結合する。 ^{[ 35 ]}

• 5-ヒドロキシエイコサテトラエン酸
• 15-ヒドロキシエイコサテトラエン酸