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Xiaoming Li

• Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) play essential roles in mediating inflammation and its resolution. PUFA metabolites generated by the cytochrome P450 (CYP) - soluble epoxide hydrolase (sEH) axis are known to regulate macrophage activation/polarization but little is known about their role in the resolution of inflammation. Monocytes were isolated from murine bone marrow or human peripheral blood and differentiated to naïve macrophages (M0). Thereafter cells were polarized using LPS and IFNγ (M1), IL-4 (M2a), or TGFβ1 (M2c). Gene expression was analyzed by RNA sequencing, RT-qPCR and Western blotting. Phagocytosis of zymosan and oxo-LDL were also assessed in vitro. Zymosan-induced peritonitis combined with immune cell profiling was used to evaluate the resolution of inflammation in vivo. The expression of sEH was comparable in M0, M1 and M2a macrophages but markedly elevated in M2c polarized cells. The increase in sEH expression elicited by TGFβ relied on the TGFβ receptor ALK5 and the phosphorylation of SMAD2, which was able to bind to the sEH promoter. In macrophages lacking sEH, M2c polarization was incomplete and characterized by lower levels of pro-resolving phagocytosis associated receptors (Tlr2 and Mrc1), as well as higher levels of the pro-inflammatory markers; Nlrp3, IL-1β and TNFα. Fitting with the failure to upregulate phagocytosis associated receptors, the uptake of zymosan and ox-LDL was less efficient in M2c macrophages from sEH-/- mice. The latter animals also demonstrated a retarded resolution of inflammation (zymosan-induced peritonitis) in vivo with fewer resident macrophages and recruited macrophages. PUFA profile analysis indicated decreased sEH substrates e.g., 11, 12-EET, as well as increased sEH products e.g., 11, 12-DHET, indicating an increased sEH activity in M2c macrophages. Taken together, our data indicates that sEH expression is required for the effective M2c polarization of macrophages and thus the resolution of inflammation.
• Die Hemmung von sEH hat sich als vielversprechender therapeutischer Ansatz erwiesen, der nachweislich bei Entzündungen, Schmerzen, chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD) und degenerativen Nervenerkrankungen hilft. Kleinmolekulare Inhibitoren, die speziell auf sEH abzielen, haben sich als wirksam erwiesen, indem sie den Gehalt an endogenen Epoxiden stabilisieren, ihre biologische Aktivität modulieren und in präklinischen Schmerzmodellen Linderung verschaffen [141,142]. Dies unterstreicht die potenzielle Rolle der sEH-Hemmung bei der Behandlung schmerzbedingter Erkrankungen und deutet auf ihren Nutzen bei der Abschwächung von Neuroinflammation im Zusammenhang mit neurologischen Erkrankungen hin. Die Bemühungen um die Optimierung von sEH-Inhibitoren haben ihre Verwendung als wertvolle experimentelle Werkzeuge erleichtert, was zum Verständnis der Rolle von sEH bei pathologischen Prozessen beiträgt und die Entwicklung präziserer therapeutischer Strategien ermöglicht. Auch wenn die Rolle von sEH bei entzündungsbedingten Krankheiten relativ klar ist, bleibt die Regulation seiner Expression weitgehend unklar. Immunoblotting- und RNA-Sequenzierungsanalysen bestätigten das höhere Niveau von sEH mRNA und Protein in Makrophagen und Astrozyten. TGF-β1 erhöht die sEH-Expression in beiden Zelltypen, die alle auf die Aktivierung des ALK5-Rezeptors angewiesen sind, und die Bindung von SMAD2/3/4 an den sEH-Promotor erhöht die sEH-Expression. Die Abreicherung von sEH in Makrophagen führte zu einer verringerten phagozytischen Kapazität, einer verzögerten Auflösung der Entzündung, einer veränderten Expression von phagozytischen Rezeptoren und erhöhten Entzündungsmarkern. Eine erhöhte sEH-Expression wurde auch im AD-Mausmodell beobachtet, was mit den Ergebnissen in Makrophagen übereinstimmt und auf eine Beteiligung von sEH an neurodegenerativen Erkrankungen hindeutet. Dies weist auf die unterschiedliche Rolle von sEH in verschiedenen Entzündungsphasen hin. In akuten Entzündungsphasen hat die Hemmung von sEH zu entzündungshemmenden Effekten beigetragen, während die Hemmung von sEH bei der Auflösung der Entzündung die Auflösung der Entzündung verzögerte. Dieser unerwartete Effekt wird auf erhöhte Spiegel von 11,12-EET, einem sEH-Substrat, zurückgeführt, das die auflösungsfördernde Polarisierung von M2c-Makrophagen hemmt, indem es den Abbau des Lipidmediatorrezeptors PPAR-γ fördert. Der genaue Mechanismus ist noch nicht vollständig geklärt, aber es ist wahrscheinlich, dass 11,12-EET zunächst PPAR-γ aktiviert, bevor es seinen Abbau einleitet. Diese Ergebnisse geben Anlass zu Bedenken hinsichtlich des therapeutischen Potenzials einer anhaltenden sEH-Hemmung bei Erkrankungen, bei denen die Auflösungsphase der Entzündung entscheidend ist, wie z. B. bei der Alzheimer-Krankheit, der Parkinson-Krankheit und Nervenschmerzen. Eine verlängerte oder übermäßige Hemmung von sEH könnte die Auflösung der Entzündung aufgrund der hemmenden Wirkung von 11,12-EET auf die auflösungsfördernde M2c-Makrophagenpolarisation behindern. Dies stellt die Vorstellung in Frage, dass eine sEH-Hemmung in allen Phasen der Entzündung gleichmäßig vorteilhaft wäre. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um die komplexen Mechanismen zu verstehen, die dem Zusammenspiel zwischen sEH, 11,12-EET und der Entzündungshemmung zugrunde liegen. Insbesondere die Klärung der Frage, wie 11,12-EET den PPAR-γ-Abbau beeinflusst, wird für die Entwicklung gezielter therapeutischer Strategien entscheidend sein, die den entzündungshemmenden Nutzen der sEH-Hemmung mit den auflösungsfördernden Anforderungen spezifischer Entzündungszustände in Einklang bringen. Diese Bedenken unterstreichen, wie wichtig es ist, die potenziellen Risiken und Vorteile der sEH-Hemmung als therapeutischen Ansatz in verschiedenen Krankheitskontexten sorgfältig abzuwägen.