單酰甘油酯酶（Monoacylglycerol lipase,MAGL）是一種絲氨酸水解酶^[1]，不僅能在脂質(zhì)代謝中將三酰甘油分解為游離脂肪酸和甘油，為機(jī)體供能，而且能夠水解2-花生四烯酸甘油酯（2-AG），調(diào)節(jié)體內(nèi)大麻素系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。2-花生四烯酸甘油酯是內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)組成部分，而內(nèi)源性大麻素與機(jī)體腦損傷保護(hù)，免疫應(yīng)答，炎癥反應(yīng)等有關(guān)；最新的研究指出，內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)在部分腫瘤中可以抑制癌細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，在腫瘤生長(zhǎng)中影響腫瘤血管生成。

單酰甘油酯酶小百科

單酰甘油酯酶是絲氨酸水解酶家族中的一員，絲氨酸水解酶家族包括250種不同的蛋白酶，是原核和真核細(xì)胞中最龐大的酶家族之一。絲氨酸水解酶的激活是通過(guò)活性中心一組氨基酸殘基變化實(shí)現(xiàn)的，并在多種人體生理過(guò)程和疾病中起到關(guān)鍵作用，特別是在消化，凝血和補(bǔ)體系統(tǒng)方面。由于絲氨酸水解酶的重要研究?jī)r(jià)值使得大量的不同結(jié)構(gòu)的絲氨酸水解酶抑制劑被研發(fā)出來(lái)，這些抑制劑一方面可作為潛在的治療藥物，另一方面可作為有價(jià)值的小分子探針來(lái)研究絲氨酸水解酶的功能。但是，盡管有多個(gè)先導(dǎo)結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)可以抑制絲氨酸水解酶，卻依舊缺乏高活性、高選擇性的抑制劑。

盡管絲氨酸水解酶在結(jié)構(gòu)上存在高度差異性，但它們的催化機(jī)制卻是相同的，具體的過(guò)程是：

單酰甘油酯酶的體內(nèi)調(diào)節(jié)作用

1，MAGL與脂質(zhì)代謝網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)，MAGL可通過(guò)MAGL-FFA（游離脂肪酸）通路調(diào)節(jié)脂肪酸代謝網(wǎng)絡(luò)。

2，體內(nèi)研究表明，MAGL的抑制劑在小鼠炎癥和神經(jīng)性疼痛模型中發(fā)揮抑制大麻素Ⅰ型受體（CB1）的作用。

3，2012年，在阿爾茨海默氏病小鼠模型中證實(shí)：抑制MAGL能夠顯著降低淀粉樣神經(jīng)病理，減少神經(jīng)炎癥和退化，改善突觸和認(rèn)知功能。

4，另外一些研究發(fā)現(xiàn)MAGL抑制劑對(duì)非甾體抗炎藥引起的胃出血模型和炎癥性腸病模型起到良性作用。

肝癌是常見(jiàn)的肝臟原發(fā)性惡性腫瘤，其致死率居世界第三位，并在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。深入研究肝癌的發(fā)病機(jī)制，尋找肝癌組織中異常表達(dá)的基因或蛋白發(fā)現(xiàn)：肥胖和脂質(zhì)代謝紊亂是肝癌發(fā)生的高危因素，而肥胖和脂質(zhì)代謝紊亂又與單酰甘油酯酶密切相關(guān)。

MAGL在惡性黑色素瘤、乳腺癌及卵巢癌細(xì)胞中明顯升高，MAGs水平下降，游離脂肪酸（FFAs）水平上升。通過(guò)MAGL-FFA通路，惡性腫瘤細(xì)胞可以引起溶血磷脂酸（LPA）、溶血磷脂酰膽堿（LPC）、溶血磷脂酸乙醇胺（LPE）、前列腺素E2（PGE2）等一系列脂質(zhì)信號(hào)分子水平上升。其中PGE2的上升，可使下游的Tyr397位點(diǎn)磷酸化，然后與蛋白受體和生長(zhǎng)因子結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲能力。而溶血磷脂酸（LPA）能激活多種G蛋白偶聯(lián)受體，通過(guò)不同的抗凋亡信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的存活和增殖。

部分已報(bào)道的MAGL抑制劑

在過(guò)去的10年里，一直在努力開(kāi)發(fā)新型MAGL抑制劑，現(xiàn)已報(bào)道的小分子類(lèi)MAGL抑制劑大約有20個(gè)，主要包括MAGL內(nèi)源性底物2-AG的模擬類(lèi)似物和各種從化合物庫(kù)中篩選獲得并改造的化合物。

Long等^[2]通過(guò)基于活性的蛋白譜學(xué)研究方法（activity-basedproteinprofiling，ABPP），發(fā)現(xiàn)哌啶氨基甲酸酯類(lèi)化合物JZL184，其在低濃度下能選擇性抑制小鼠腦蛋白中MAGL的活性。在用JZL184處理小鼠后，2-花生四烯酸甘油酯（2-AG）的表達(dá)水平顯著提高5-10倍。

為了進(jìn)一步的提高抑制劑的選擇性，Chang等^[3]設(shè)計(jì)了化合物KML29，ABPP實(shí)驗(yàn)表明KML29在活體及離體條件下均能選擇性抑制MAGL的活性。

Niphakis等^[4]發(fā)現(xiàn)丁二酰亞胺基甲酸酯類(lèi)化合物MJN110，其同樣可以在活體及離體條件下高效、高選擇性抑制MAGL的活性。

2013年，Aaltonen等^[5]發(fā)現(xiàn)哌啶三唑脲類(lèi)化合物JJKK-048能超高效抑制MAGL的活性，其IC50值小于0.4Nm，同時(shí)在ABPP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：JJKK-048對(duì)MAGL具有極高的選擇性。

在小分子抑制劑不斷被研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中，天然產(chǎn)物一直以來(lái)都是其重要來(lái)源之一，已報(bào)道的天然MAGL抑制劑包括扁塑藤素，大戟二烯醇和丹參酮ⅡA3類(lèi)結(jié)構(gòu)，但是這三類(lèi)結(jié)構(gòu)均為萜類(lèi)化合物，且都具有較高的親脂性，這限制了對(duì)這些化合物進(jìn)一步進(jìn)行藥物化學(xué)改造的可能性，因此尋找新型天然或非天然MAGL抑制劑仍是該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

MAGL抑制劑的近期研究熱點(diǎn)

盡管已經(jīng)有多個(gè)MAGL抑制劑已經(jīng)被報(bào)道，但是高活性、高選擇性、具有成藥性的MAGL抑制劑依舊卻乏。

單酰基甘油脂肪酶(MGLL或MAGL)是調(diào)節(jié)內(nèi)源性大麻素和類(lèi)二十醇類(lèi)信號(hào)通路的一個(gè)臨界點(diǎn)，從而為神經(jīng)和神經(jīng)退行性疾病提供新的治療機(jī)會(huì)。Cisar等人在文獻(xiàn)^[6]中提出了以六氟異丙基氨基甲酸酯為基礎(chǔ)的MGLL不可逆抑制劑的開(kāi)發(fā)及優(yōu)化，最終得到高效、選擇性和口服有效的ABX-1431。ABX-1431在一期臨床研究中耐受性良好，安全性高，并在患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者中顯示了較好的初步結(jié)果。研究的數(shù)據(jù)表明，它是治療成人Gilles de la Tourette綜合癥的潛在藥物。ABX-1431目前已經(jīng)成功地完成了一期臨床試驗(yàn)，正進(jìn)入神經(jīng)障礙的臨床研究的第二階段，并對(duì)其他適應(yīng)癥，如視神經(jīng)鞘炎和多發(fā)性硬化進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

 ABX-1431的合成路線(xiàn)：

在Jumpei Aida等人^[7]近期發(fā)表的文獻(xiàn)中，以哌嗪吡咯啶化合物2b為基礎(chǔ)，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)哌嗪吡咯啶核及其取代基與MAGL酶的相互作用，找到了一種有效且可逆的MAGL抑制劑化合物(R)-3t。在給小鼠口服(R)-3t后，可升高小鼠的2-花生四烯酸甘油酯（2-AG）水平。由此可見(jiàn)(R)-3t是一種可能成藥的單酰甘油酯酶的小分子抑制劑，值得進(jìn)一步的探究。

MAGL不可逆轉(zhuǎn)的抑制劑在重復(fù)給藥后會(huì)使小鼠產(chǎn)生交叉耐受性。慢性MAGL阻滯還會(huì)引起生理依賴(lài)，損害內(nèi)源性大麻素突觸可塑性。而可逆的MAGL抑制劑可以抑制酶活性的同時(shí)保持endocan-nabinoid系統(tǒng)完整。在這些問(wèn)題基礎(chǔ)上，可逆抑制劑的應(yīng)用可能會(huì)是MAGL抑制劑領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

1,Gil-Ordonez, A. Martin-Fontecha, M. Ortega-Gutierrez, S. Lopez-Rodriguez, M. L.Monoacylglycerol lipase (MAGL) as a promising therapeutic target. Biochem.Pharmacol. 2018.

2,Long J Z, Li W, Booker L et al. Selective blockade of 2-arachidonoylglycerolhydrolysis produces cannabionoid behavioral effects. Nature Chemical Biology,2009,5 (1):37-44.

3,Chang JW1, Niphakis MJ, Lum KM et al. Highly selective inhibitors ofmonoacylglycerol lipase bearing a reactive group that is bioisosteric withendocannabinoid substrates. Chem Biol. 2012 May 25;9(5):579-88.

4,Niphakis MJ, Cognetta AB, Chang JW et al. Evaluation of NHS carbamates as apotent and selective class of endocannabinoid hydrolase inhibitors. ACS ChemNeurosci. 2013 Sep 18;4(9):1322-32.

5,Aaltonen N1, Savinainen JR, Ribas CR et al. Piperazine and piperidine triazoleureas as ultrapotent and highly selective inhibitors of monoacylglycerollipase. Chem Biol. 2013 Mar 21;20(3):379-90.

6,Justin S. Cisar, Olivia D. Weber, Jason R. Clapper et al. Ezekowitz, Gary P.O’Neill?, and Cheryl A. Grice. Identification of ABX-1431, a SelectiveInhibitor of Monoacylglycerol Lipase and Clinical Candidate for Treatment ofNeurological Disorders. J. Med. Chem. 2018, 61, 20, 9062-9084.

7,JumpeiAida, Makoto Fushimi, Tomokazu Kusumoto et al. Design, Synthesis, andEvaluation of Piperazinyl Pyrrolidin-2-ones as a Novel Series of ReversibleMonoacylglycerol Lipase Inhibitors. J. Med. Chem. 2018, 61, 20, 9205-9217.