天津中医药大学孙成鹏团队与加州大学戴维斯分校Bruce D. Hammock团队发现中药旋覆花中的活性成分1-O-乙酰基-4R,6S-英国乳孢内酯(AB)缓解神经炎症的新靶标—PDZ结合激酶(PBK)。
AB通过共价结合PBK的C70残基,阻断其与肿瘤坏死因子α诱导蛋白8样分子2(TIPE2)的相互作用,抑制TIPE2的磷酸化与泛素化降解,从而显著抑制神经炎症并激活自噬,改善脂多糖(LPS)诱导的神经炎症小鼠模型的认知与运动功能。
2025年7月14日,相关成果以“Targeting PBK with small-molecule 1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone for the treatment of neuroinflammation”为题在线发表于PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences,IF:9.1)。
引用格式:Zhang J,Zhang HL,Xu XR,Feng YL,Zhu QM,Morisseau C,Qiu F,Hammock BD,Sun CP. Targeting PBK with small-molecule 1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone for the treatment of neuroinflammation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025 Jul 22;122(29):e2502593122. doi:10.1073/pnas.2502593122. Epub 2025 Jul 14. PMID:40658838;PMCID:PMC12304890.
神经炎症是帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)等中枢神经系统疾病的关键病理机制。
AB是旋覆花的主要活性成分之一,该植物在传统中药中常用于止咳化痰、降气止呕。本研究聚焦于天然产物1-O-乙酰基-4R,6S-英国乳孢内酯(AB),探究其通过靶向PBK(PDZ结合激酶)调控炎症与自噬的机制。其改善神经炎症的机制如下:
1. AB高度选择性靶向关键蛋白PBK
研究团队发现,AB能够高度选择性地靶向一个名为 PDZ结合激酶(PBK,也称TOPK)的关键蛋白。
图3 PBK是AB的潜在靶点
图4 PBK敲低与过表达消除了AB的抗神经炎症作用
2. 精确阻断PBK
AB通过其结构中的α,β-不饱和内酯基团,以共价键的方式精准地与PBK蛋白第70位的半胱氨酸(Cys70)残基结合,阻断其与下游蛋白TIPE2的相互作用。
从而抑制了PBK对TIPE2第3位丝氨酸(S3)的磷酸化修饰,阻止了TIPE2被泛素蛋白酶体降解,最终稳定了细胞中TIPE2蛋白的水平。
TIPE2是一个关键的免疫负调控因子,其稳定性增加能够有效抑制过度免疫反应和炎症。
图5 AB通过C70共价结合PBK
图6 AB阻断PBK与TIPE2的相互作用,抑制TIPE2泛素化与降解
3. 生物效应显著
在脂多糖(LPS)诱导的神经炎症细胞和动物模型中,AB展现出强大的抗神经炎症效果。
图1 sEH抑制剂AB在体外表现出抗神经炎症作用
图2 sEH抑制剂AB在体内抑制LPS介导的神经炎症
它能有效抑制小胶质细胞的异常活化,减少促炎因子(如IL-6,TNF-α)的释放,改善线粒体功能障碍,并激活保护性的自噬过程,从而显著改善模型动物的认知与运动功能。
结论
本研究首次报道PBK作为治疗神经炎症的新靶点,通过抑制TIPE2的S3磷酸化从而阻断其泛素化降解。还发现小分子抑制剂AB可共价结合PBK的C70残基。
由于其作用机制明确、靶点新颖且效果显著,AB被认为是一个极具开发潜力的先导化合物。它为治疗阿尔茨海默病、帕金森病等由神经炎症驱动的神经退行性疾病,提供了全新的策略和方向。
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