《Nature:科学家成功开发出有效治疗自发性炎性疾病的特殊小分子化合物》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-07-09
  • 近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员通过研究发现,两种小分子化合物或能有效阻断机体先天性免疫系统的中枢通路,从而或能为治疗自发性炎症疾病提供新的思路和希望。

    先天性免疫系统是机体抵御外来病原体的第一道防线,免疫细胞能快速识别外来的病毒或细菌,并且快速消灭这些外来者;作为检测病原体是否存在的关键策略,先天性免疫系统中的免疫细胞能够利用特殊的受体来鉴别微生物的DNA,随后激活STING蛋白的表达,STING即干扰素基因刺激因子(Stimulator of interferon genes),一旦被激活,STING就会开启基因的表达,帮助细胞抵御感染性病原体的入侵。

    尽管如此,先天性免疫系统还会将矛头指向机体自身,诱发一系列疾病,比如所谓的自发性炎症疾病,尽管目前研究人员已经对参与先天性免疫系统功能发挥的分子进行了深入研究,然而开发靶向作用特殊分子的药物对于他们而言仍然面临着巨大挑战。这项研究中,研究人员通过研究开发出了特殊的新型化合物,其能够特异性地结合STING,并且有效阻断其活性,研究者利用一种筛选试验来寻找能抑制STING接到的细胞激活的特殊分子,随后他们筛选出了两种独立的化合物系列,其能够阻断人类和小鼠细胞中STING的功能。

    为了阐明这些化合物的作用机制,研究人员突变掉了组成STING的氨基酸,以此来寻找到底化合物能够靶向作用哪些氨基酸,结果研究人员鉴别出了一种保守的跨膜半胱氨酸,其能够被化合物不可逆地结合,作为相互作用的结果,特殊的半胱氨酸残基不再会接受十六烷酰化(palmitoylation),十六烷酰化是一种翻译后修饰过程,其能将棕榈酸吸附到STING上。

    尽管目前研究人员并不清楚与STING活性相关的化学过程,但他们观察到,当在实验过程中激活STING时,其就会组装成为一种多聚体簇,这就是一种十六烷酰化效应;此外,研究者还发现,十六烷酰化作用能帮助STING在先天性免疫反应过程中扮演关键角色,这或许就能提供一种潜在的靶点,来阻断自发性炎性疾病过程中STING的活性。

    随后研究人员进行了概念验证性的临床前研究来检测他们所开发的化合物对于自发性炎性疾病的效应,他们利用化合物来治疗携带突变能够激活STING的小鼠,这类小鼠机体能够产生一种与人类机体出现的非常相似的自发性炎性疾病。结果表明,利用两类化合物中的任何一类都能够明显降低小鼠的病理学特性,利用小分子化合物对培养的人类细胞进行体外试验表明,化合物能够有效阻断人类版本的STING的功能,从而就支持了这种化合物在人类机体中的潜在作用,然而后期研究人员还需要进行临床试验来进一步证实这些效应。

    最后研究者Andrea Ablasser表示,我们的研究阐明了一种靶向作用STING的新机制,后期或能帮助我们开发抗STING疗法来治疗自发性炎性疾病;除了特定的单基因自发性炎性疾病综合征外,机体的先天性免疫系统还能够参与炎性肠病等多种疾病的发生,因此后期研究人员还需要投入大量精力来深入研究STING在人类疾病中所扮演的关键角色。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0287-8
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  • 《J Neurotrauma:科学家开发出能成功治疗脊髓损伤的新型化合物》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-06-13
    • 近日,一项刊登在国际杂志Journal of Neurotrauma上的研究报告中,来自普渡大学的研究人员通过对动物进行研究发现,一种实验性药物或有望成为治疗脊髓损伤的潜在疗法。这种名为4-氨基比林-3-甲醇(4-aminopyridine-3-methanol)的特殊化合物与之前研究人员所开发的药物4-氨基比林(4-AP)的作用方式相似,如今药物4-AP已经被FDA批准用来治疗多发性硬化症。 这项研究中,研究人员在细胞培养液和动物模型机体中对比了这两种化合物的作用效果;研究者Riyi Shi说道,我们首次研究发现,化合物4-氨基比林-3-甲醇能够恢复慢性脊髓损伤患者的机体功能,相比4-AP而言,其还能在更大程度上减少患者的神经性疼痛。由于持续性的慢性损伤时脊髓损伤患者所出现的严重问题,因此化合物4-氨基比林-3-甲醇或许就能潜在用来降低患者的疼痛感,而这并不依赖于任何运动益处。 研究者认为,这种药物的优势在于其具有更加广泛的治疗剂量范围,其最低有效剂量可以比4-AP少10倍,同时其也可以在4-AP的5倍剂量水平下使用;在脊髓损伤患者机体中,即使脊髓神经纤维本身(轴突)是完好无损的,如果神经纤维外部的脂肪层受到了损伤(髓鞘受到了损伤),其功能也可能会丢失。当髓鞘被损伤时,其外膜下的钾离子通道就会被打开,从而干扰电子信号,上述两种药物均能通过关闭这些通道的功能来恢复轴突信号的传导。 研究者Shi说道,临床前试验让我们非常高兴,因为大约在10年前,4-AP(氨吡啶)被批准用来治疗多发性硬化症,然而脊髓损伤和多发性硬化症拥有者相类似的神经信号转导缺失的机制,这两种疾病都是由髓鞘损伤引发,4-AP被批准用来治疗多发性硬化症,但由于人们考虑到该药物的潜在毒性以及比较窄的治疗剂量范围,因此该药并未批准用来治疗脊髓损伤。 文章中,研究者发现,名为4-氨基比林-3-甲醇的化合物能够非常有效地关闭钾离子通道(至少有50%的效果),而且效应更加持久;后期研究人员还将继续深入研究,他们希望未来能够开发出有效的疗法来治疗中枢神经系统退行性疾病和创伤等。相关研究由美国国立卫生研究院等机构提供资助。
  • 《Nat Immunol:科学家有望开发出攻克自身免疫性疾病的新疗法》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-01-10
    • 近日,一项刊登在国际杂志Nature Immunology上的研究报告中,来自辛辛那提儿童医学中心等机构的科学家们通过研究在小鼠机体中描述了一种完整的新型分子过程,其或能诱发T细胞驱动的炎症并引发不同的自身免疫性疾病;相关研究结果对于治疗多种疾病都有一定的意义,比如多发性硬化症、1性糖尿病和炎性肠病等,同时还有望帮助研究者寻找新型疗法来治疗自身免疫性疾病。 研究者Chandrashekhar Pasare表示,目前我们正在多种人类细胞中检测所发现的分子过程,同时还与其他研究人员合作收集来自多发性硬化症、关节炎和其它自身免疫性疾病患者所捐献的细胞样本。在过去10年里,研究人员认为,免疫系统蛋白IL-1b(细胞因子白介素1-β)与多种自身免疫性疾病发病相关,阻断或抑制IL-1b的药物和抗体能用来有效控制多种类型的自身免疫性疾病患者的疾病症状,截止到目前的研究中,研究人员还并不知道机体是如何制造IL-1b的,尤其是在自身免疫期间,这或许就明显限制了研究人员开发治疗自身免疫性疾病的新型疗法。 此前研究人员认为,IL-1b的产生需要激活一组免疫系统蛋白分子,这些蛋白分子能够组成炎性小体(inflammasomes),随后研究者发现,炎性小体能够扮演系统性的传感器来激活炎症,从而诱发所谓的自身炎性疾病,这不同于自身免疫性疾病。研究者Pasare及其同事通过研究发现,不同于炎性小体的是,在自身免疫过程中,一种不同的分子途径能够在完全独立于炎性小体的情况下加速机体炎症反应,这种分子过程能被髓样细胞和CD4阳性T细胞之间的相互作用所诱发,从而帮助攻击有害细菌、病毒和其它微生物;幸运的是,在自身免疫的情况下,免疫系统能够攻击并破坏健康组织。 当无法发挥驱动自身免疫功能的角色时,IL-1b通常会被当做抗微生物免疫的刺激剂,但在自身免疫过程中,研究者却在小鼠模型机体中发现,自身反应性T细胞、巨噬细胞和树突细胞能通过另外两种分子(TNF和FasL)来发挥作用,从而产生过量的IL-1b。研究者Pasare解释道,这意味着我们的研究发现有一定的意义,首先,在感染并不存在时IL-1b也能被制造,而且在自身免疫状况下,T细胞能作为IL-1b的主要驱动子。 研究者指出,靶向作用炎性小体所产生的IL-1b的疗法或许在治疗自身免疫性疾病上存在一定限制,证实因为,自身反应性T细胞具有驱动炎症的自身机制,而且其能独立于炎性小体发挥作用。靶向作用IL-1b产生过程中的TNF和FasL通路或许有望有效治疗人类的自身免疫性疾病。 最后研究者强调,由于临床前的研究发现时通过对实验室模型进行研究所获得的,因此该研究结果是否能转化到在临床中对患者进行治疗还为时尚早;首先研究人员需要进行额外大量的临床前研究,目前抗TNF疗法已经在临床中用于治疗某些自身免疫性疾病了,而且进一步阻断FasL或许也能作为一种有效的疗法来治疗自身免疫性疾病,后期研究人员还将继续深入研究在临床前模型中进行更多检测。