摘要：Zinc Protoporphyrin（锌原卟啉，ZnPP，AbMole，M10187，CAS No.：15442-64-5）是应用广泛的血红素氧合酶（HO）活性抑制剂。ZnPP 能够竞争性结合 HO 的血红素结合口袋，抑制 HO 催化活性，常被用于解析 HO-1 生物学功能的因果关系。本文对该化合物的分子作用机制、细胞与动物模型应用及参考实验方案进行整理。

Zinc Protoporphyrin（锌原卟啉，ZnPP，AbMole，M10187），在 1981 年由 Maines 确立为 HO 选择性抑制剂。该化合物卟啉大环结构与血红素高度相似，但中心金属离子为锌而非铁，无法被 HO 催化降解，可高亲和力占据血红素结合口袋，竞争性抑制 HO 介导的血红素开环催化反应。 

HO-1 是细胞抗氧化防御关键酶，能够催化血红素降解，生成胆绿素、一氧化碳和游离铁，参与氧化应激、炎症及缺血损伤过程。其中，胆绿素 / 胆红素具备抗氧化活性，一氧化碳发挥抗炎与舒张血管作用，而释放的游离铁则可被铁蛋白螯合，降低氧化损伤，都具有细胞保护功能。HO-1受Nrf2信号调控，氧化应激、炎症、缺血刺激均可诱导 HO-1 表达上调。相关研究需要一种工具分子将蛋白表达变化与酶催化活性改变的各自作用区分开来。在 HO-1 诱导的实验体系中，使用 Zinc Protoporphyrin（锌原卟啉，ZnPP，AbMole，M10187）抑制 HO 酶活性，若细胞保护表型消失，则提示该生物学表型依赖 HO-1 催化活性，而不只是 HO-1 蛋白表达上调。ZnPP 水溶性较差，体外实验通常使用≤0.1% DMSO 进行溶解；体内实验需要碳酸氢钠溶液助溶。

在 RAW264.7 巨噬细胞中，LPS（脂多糖）刺激诱导 HO-1 表达上调，介导负反馈抗炎效应。使用 5~10 μM ZnPP（Zn(II)-protoporphyrin IX）预处理细胞 2 h 后，LPS 诱导产生的 TNF-α 与 NO 水平回升 50% 以上，以此证明该抗炎表型依赖 HO-1 酶活性。此外，在HUVEC 内皮细胞氧化应激模型中，H₂O₂处理诱导 HO-1 上调，经 10 μM Zinc Protoporphyrin抑制 HO 活性后，细胞存活率由 70% 下降至 40%，胞内 ROS 水平显著升高。在 HepG2 细胞中，血红素或者钴原卟啉诱导 HO-1 表达后，ZnPP（锌原卟啉）处理能够有效消除细胞对抗叔丁基过氧化氢损伤的保护作用。

动物研究中，ZnPP（Zinc Protoporphyrin，AbMole，M10187）多用于评估 HO-1 在实验动物体内的保护功能。小鼠常用给药方案：Zinc Protoporphyrin 30~40 μmol/kg 腹腔注射，采用饱和碳酸氢钠溶液配制成混悬液；给药后 1-2 h 即可显著抑制小鼠的肝脏、脾脏组织 HO 催化活性。在心肌缺血再灌注、内毒素休克、急性肝损伤的大/小鼠模型中，HO-1 高表达可减轻组织损伤；给予 ZnPP（Zinc Protoporphyrin）干预后，HO-1 介导的保护效应明显减弱，梗死面积、炎症因子、转氨酶等损伤指标回升。在慢性低氧肺动脉高压小鼠模型中，ZnPP（Zinc Protoporphyrin-9）抑制内源性CO生成，可加重肺血管重构，以此证实 HO-1/CO 信号轴的血管保护功能。需要注意的是，ZnPP 动物体内半衰期较短，急性干预模型需要在给药数小时内完成样本采集与表型检测。受水溶性限制，该试剂在实验动物的部分组织（例如脑组织）暴露水平不足。实验中也可以与 Tin protoporphyrin IX（SnPPIX，锡原卟啉IX，14325-05-4）等同类抑制剂平行对照，进一步确认实验表型的特异性。

范例详解

Natural Product Communications. 2024;19(1).

AbMole 的 ML385（AbMole，M8692）和 ZnPP（Zinc Protoporphyrin，AbMole，M10187）在上述文章中被实验人员用于分别抑制 Nrf2 与 HO‑1，以此验证茯苓酸（PA）对视网膜色素上皮细胞的抗氧化、抗凋亡保护效应是否依赖 Nrf2/HO‑1信号通路。在体外 ARPE‑19 细胞氧化损伤模型中，加入两种抑制剂后，茯苓酸改善细胞活力、降低 ROS 生成、抑制细胞凋亡的作用被显著逆转，蛋白检测结果也进一步印证抑制剂能够阻断茯苓酸上调 Nrf2、HO‑1 表达的效果，从而证明茯苓酸是通过激活 Nrf2/HO‑1 通路来发挥视网膜保护作用。

图 PA improved cell viability in ARPE-19 cells induced by hydrogen peroxide

该方案用于 HO-1 活性阻断，开展氧化应激、炎症相关表型检测。

细胞系：小鼠巨噬细胞系 RAW264.7 或人脐静脉内皮细胞 HUVEC

检测指标与方法：Zinc Protoporphyrin（1、5、10、20 μM）预处理 2 h，加入 LPS（100 ng/mL）或者 H₂O₂（200 μM）进行刺激；Western blot 检测 HO-1 蛋白表达；胆红素显色法测定 HO 酶活性；DCFH-DA 探针检测 ROS；qPCR/ELISA 检测 TNF-α、IL-6、NO 水平。

给药浓度：1~20 μM

处理时长：预处理 2 h；刺激诱导后检测时间 6~24 h

参考文献：Maines M D. Zinc-protoporphyrin is a selective inhibitor of heme oxygenase activity in the neonatal rat. Biochimica et Biophysica Acta, 1981, 673 (3): 339-350.

注：上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献调整。

该方案用于 HO-1 体内保护效应的机制研究。

动物模型：C57BL/6 小鼠，内毒素休克或者心肌缺血再灌注模型

给药配制：ZnPP 使用新鲜配制不饱和碳酸氢钠溶液（pH 8.2~8.7）助溶，腹腔注射给药

给药剂量：Zinc Protoporphyrin 30~40 μmol/kg（约 20~27 mg/kg），模型诱导前 1 h 给药

给药方案：给药 1-2 h 后建立动物疾病模型；实验终点收集肝、心肌组织，检测 HO 酶活性（胆红素法）与 HO-1 蛋白表达，检测血清炎症因子、心肌梗死面积，对比对照组，评价 HO-1 保护效应的消除情况。

参考文献：Abraham N G, Kappas A. Pharmacological and clinical aspects of heme oxygenase. Pharmacological Reviews, 2008, 60 (1): 79-127.

注：上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献调整。

1. ZnPP 水溶性差，工作液需要现配现用；少量 DMSO 溶解粉末后，再使用培养基或者碳酸氢钠溶液进行稀释。

2. 粉末避光干燥保存；卟啉类化合物遇光容易发生降解。

3. 浓度大于 30 μM 时，ZnPP 可能干扰线粒体呼吸及其他血红素依赖生物学过程，必须设置浓度梯度和平行对照。

总结 

综上，Zinc Protoporphyrin（AbMole，M10187，15442-64-5），依靠与血红素竞争结合位点，用于 HO-1 保护效应的因果关系验证。从巨噬细胞抗炎反馈研究，到缺血再灌注动物模型体内机制探究，该化合物作用机制明确，已有大量文献使用记录，可作为氧化应激、炎症调控方向可靠的干预工具。

本文所述均为科研试剂，仅供科学研究参考

参考文献 

[1] Maines M D. Zinc-protoporphyrin is a selective inhibitor of heme oxygenase activity in the neonatal rat. Biochimica et Biophysica Acta, 1981, 673(3): 339-350.

[2] Abraham N G, Kappas A. Pharmacological and clinical aspects of heme oxygenase. Pharmacological Reviews, 2008, 60(1): 79-127.

[3] Ryter S W, Alam J, Choi A M K. Heme oxygenase-1/carbon monoxide: from basic science to therapeutic applications. Physiological Reviews, 2006, 86(2): 583-650.

[4] Morse D, Choi A M K. Heme oxygenase-1: the emerging molecule has arrived. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 2002, 27(1): 8-16.

[5] Applegate L A, Luscher P, Tyrrell R M. Induction of heme oxygenase: a general response to oxidant stress in cultured mammalian cells. Cancer Research, 1991, 51(3): 974-978.

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