2022年9月,我中心梁广课题组在国际知名期刊《Acta Pharmaceutica Sinica B》(Top一区,IF=14.9)上在线发表了题为“Costunolide covalently targets NACHT domain of NLRP3 to inhibit inflammasome activation and alleviate NLRP3-driven inflammatory diseases”的研究文章,深入阐明了天然产物木香烃內酯靶向NLRP3抑制炎性小体并缓解相关炎症性疾病的作用机制。
NLRP3炎性小体是由胞质模式识别受体NLRP3、接头蛋白ASC和效应蛋白caspase-1组成的多蛋白复合体,作为固有免疫的重要组分在炎症、免疫反应和疾病发生过程中具有重要作用。NLRP3炎性小体激活的机制复杂,目前尚无批准上市药物。
传统中医药在炎症疾病中具有很好的治疗效果。云木香作为一种广泛使用的中药材,在抗癌、抗炎、免疫等方面具有良好的生物活性。其主要成分木香烃内酯被发现能够改善炎症疾病、糖尿病、癌症等疾病,但木香烃内酯的作用靶点和机制尚不明确。
课题组通过活性筛选和研究发现,木香烃内酯通过共价靶向NLRP3蛋白从而抑制NLRP3炎性小体的组装和活化。研究发现,木香烃内酯通过与NLRP3蛋白598位的半胱氨酸共价结合,从而抑制其ATP水解活性,继而抑制NLRP3炎性小体复合物的形成和后续炎性细胞因子的释放。木香烃内酯特异性靶向NLRP3抑制炎性小体活化,对其它炎性小体的活化没有影响。课题组经过结构筛选和活性验证发现,广泛存在于活性天然产物中的α-亚甲基-γ-丁内酯基团是共价靶向NLRP3蛋白产生抑制活性的药效团。进一步的动物实验研究表明,木香烃内酯通过抑制NLRP3炎症小体活化在动物模型上对痛风性关节炎、急性腹膜炎和溃疡性结肠炎等疾病具备良好的治疗效果。该项研究表明,木香烃内酯在NLRP3炎性小体依赖的疾病治疗和靶向NLRP3共价抑制剂的开发中具有巨大潜力,为木香烃内酯及其相关中草药在临床上的应用提供了基础研究支撑。
我中心硕士研究生徐浩文为该文章第一作者,中心主任梁广研究员和罗武副研究员为该文章共同通讯作者。该成果受到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省重点研发计划项目、温州市科研项目的支持。