ML355（CAS号：1532593-30-8）是一种合成小分子化合物，作为一种高度选择性的12/15-脂氧合酶（12/15-LOX）抑制剂，在化学和生物医学研究领域备受关注。该化合物由美国国家卫生研究院（NIH）资助的药物化学项目开发，主要针对脂氧合酶家族中的特定亚型。12/15-LOX是花生四烯酸（arachidonic acid）代谢通路的关键酶，催化产生促炎症的脂质介质，如12-羟基二十碳四烯酸（12-HETE）和15-羟基二十碳四烯酸（15-HETE）。ML355的IC50值约为30 nM，对人类12/15-LOX表现出极高的亲和力和选择性，而对相关酶如5-LOX或COX-2的抑制作用微弱。这种特异性使其成为研究炎症相关病理机制的理想工具。
从化学角度看，ML355的分子式为C19H16N2O2S，分子量约为336.41 g/mol。其结构核心包含一个苯并咪唑环和一个磺酰胺侧链，这种设计优化了与LOX活性位点的氢键和疏水相互作用。在合成上，ML355可以通过多步有机反应制备，包括苯并咪唑的环化反应和磺酰化步骤，通常在实验室条件下以中等产率获得。纯度要求通常超过98%，以确保生物活性一致性。
生物学机制
ML355的主要作用机制是通过竞争性抑制12/15-LOX的活性位点，阻断花生四烯酸向下游脂质过氧化物的转化。这一通路在炎症、氧化应激和细胞信号传导中扮演重要角色。在哺乳动物细胞中，12/15-LOX表达于多种组织，如血管内皮细胞、巨噬细胞和神经元。当激活时，该酶促进ROS（活性氧簇）产生和下游信号级联，导致NF-κB通路的激活和促炎因子（如TNF-α和IL-6）的释放。
从化学动力学视角，ML355与LOX的结合是可逆的，依赖于其磺酰胺基团与酶的催化残基（如组氨酸和铁中心）的配位。这种抑制避免了非特异性氧化剂（如NDGA）的副作用，后者往往干扰多个脂质代谢途径。在体外酶动力学实验中，ML355显示出混合型抑制模式，Km值增加而Vmax降低，证实了其对底物结合的干扰。体内药代动力学研究表明，ML355具有良好的口服生物利用度（约40%），半衰期约为2-4小时，主要通过肝脏CYP450代谢清除。
主要用途
ML355的主要用途集中在基础科学研究和药物发现领域，特别是针对炎症驱动的疾病模型。其作为化学探针的角色，使其广泛应用于阐明12/15-LOX在病理生理中的贡献。
1. 炎症和心血管疾病研究
在心血管领域，ML355被用于模拟和治疗缺血再灌注损伤模型。例如，在小鼠心肌梗死模型中，ML355预处理可显著降低梗死面积（减少约50%），通过抑制LOX介导的内皮功能障碍和血小板聚集。这得益于其阻断12-HETE诱导的血管收缩和氧化应激。化学上，这种应用涉及剂量依赖性实验，通常以10-50 mg/kg静脉注射，结合Western blot和ELISA检测下游标志物如p-eNOS和MPO水平。
研究人员还利用ML355探讨动脉粥样硬化进展，其中12/15-LOX促进泡沫细胞形成和斑块不稳定。体外，在人血管平滑肌细胞（VSMC）培养中，ML355（1-10 μM）可逆转高脂刺激下的脂质过氧化，显示出潜在的抗动脉硬化效应。
2. 神经科学和神经保护
ML355在神经炎症研究中表现出色，特别是阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）模型中。12/15-LOX激活导致β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的神经元凋亡，而ML355通过减少15-HETE产生，提供神经保护。在小鼠AD转基因模型中，经ML355治疗（口服20 mg/kg/日，持续4周），海马区炎症标志物（如iNOS）表达下降30%以上。从结构-活性关系（SAR）角度，ML355的磺酰胺取代基是关键，其变体可进一步优化脑脊液渗透性。
此外，在脑缺血模型中，ML355抑制微胶细胞激活，减少脑水肿和认知缺陷。这类研究通常结合fMRI和行为测试，证明其在ROS介导的神经损伤中的作用。
3. 癌症和免疫调节
在肿瘤微环境研究中，ML355靶向LOX通路抑制肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的极化，促进抗肿瘤免疫。乳腺癌和肺癌细胞系实验显示，ML355（5 μM）联合化疗可增强细胞毒性，降低肿瘤侵袭通过抑制LOX-下游VEGF信号。从化学筛选角度，ML355常用于高通量筛选（HTS）平台，鉴定新型LOX抑制剂。
在免疫学中，它用于调节自身免疫疾病，如类风湿关节炎（RA）模型，减少关节滑膜炎症。动物实验中，ML355降低关节肿胀评分，并抑制LOX产物诱导的滑膜成纤维细胞增殖。
4. 实验室应用与实验设计
作为研究化学品，ML355多以DMSO溶解（浓度达50 mM）用于细胞和动物实验。典型协议包括：（1）体外酶抑制：与重组LOX孵育30分钟，LC-MS检测产物；（2）细胞水平：预处理后刺激LPS，qPCR量化炎症基因；（3）体内：经尾静脉或口服给药，结合组织病理学评估。
实验中需注意其光敏性，存储于-20°C避光。
安全考虑与局限性
尽管ML355在研究中安全，但作为磺酰胺衍生物，可能诱发过敏反应。动物毒性研究显示，LD50 >2000 mg/kg（小鼠），但高剂量下观察到肝酶升高。化学处理时，需戴防护装备，避免吸入粉尘。在临床前研究中，其脱靶效应最小，但对铁依赖酶的潜在干扰需通过比较组验证。
当前，ML355尚未进入临床试验，主要限于研究用途。未来，其作为先导化合物的优化（如提高水溶性）可能扩展到治疗应用。
结论
ML355作为一种精密的12/15-LOX抑制剂，在化学和生物学交叉领域发挥关键作用。其主要用途聚焦于揭示炎症通路机制，并为心血管、神经和癌症疗法提供洞见。通过严谨的实验设计，研究人员可利用其特异性推动LOX靶向药物的开发。尽管局限性存在，但ML355的贡献已显著影响相关领域的进展。化学专业人士在使用时，应优先考虑其动力学特性和模型相关性，以最大化研究价值。