写在前面本期推荐的是由广州中医药大学药学院中医证候国家重点实验室\广东省癌症临床研究中心中山大学癌症中心\广州中医药大学东莞研究所\中山大学第一附属医院癌症中心\深圳市中医医院等研究团队合作近期发表于Advanced Science(IF15.1)的一篇文章,揭示姜烯酮A通过靶向IL-17RA抑制炎症和恢复肠屏障功能减轻溃疡性结肠炎

期刊简介

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题目及作者信息

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溃疡性结肠炎是一种复杂的、反复发作的肠道疾病。目前可用于UC治疗的药物稀缺,因此,迫切需要开发新的UC治疗药物。姜烯酮A(GA)是一种酚类化合物,以其抗炎作用而闻名,但其对UC的影响尚不清楚。在这里,研究表明GA保护小鼠免受UC的侵袭,这与体内外抑制肠粘膜炎症和增强肠屏障完整性密切相关。值得注意的是,RNA测序分析表明GA治疗后与IL-17信号通路存在明显相关性,Western印迹进一步证实了这种作用。从机制上讲,GA通过下拉、表面等离子体共振分析和分子动力学模拟直接与IL-17RA蛋白相互作用。重要的是,慢病毒介导的IL-17RA/Act1敲除或GA与brodalumab/ixekizumab联合治疗显著削弱了GA对DSS诱导的炎症和屏障功能障碍的保护作用,这表明IL-17RA信号在GA介导的UC保护中起着关键作用。总之,这些结果表明GA是一种有效的抗UC药物,主要通过直接结合IL-17RA来抑制炎症信号激活。

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图文摘要

结果部分

1.GA减轻DSS诱导的小鼠结肠炎并抑制结肠肿瘤的发生。

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2.GA抑制炎症并保护免受肠道屏障功能障碍的影响,从而减轻小鼠结肠炎。

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3.GA抑制炎症并防止肠屏障功能障碍,以减轻DSS刺激的类器官损伤。

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4.GA对DSS诱导的结肠炎小鼠IL-17RA信号传导和下游信号传导的调节作用。

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5.GA治疗通过抑制炎症和保护肠道屏障免受损伤来减轻rIL-17A诱导的类器官损伤。

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6.GA在rIL-17A诱导的类器官中抑制IL-17下游信号激活。

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7.GA直接与IL-17RA结合。

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A–D)使用免疫印迹法测定IL-17RA和GA的结合,并分析总(输入)、下拉和下拉后的蛋白质密度。E) GA与IL-17RA直接相互作用的SPR分析。F) 用或不用GA(8µm)处理12小时的NCM460细胞中IL-17RA的细胞热位移测定。G) GA与IL-17RA蛋白(4NUX)的对接分析。H) 分子动力学模拟中均方根偏差随时间的变化。I) 使用分子动力学模拟轨迹计算均方根波动(RMSF)。J) MM/GBSA预测的结合自由能和能量组分。

8.IL-17 RA和GA下游信号介导的对等位UC的保护作用。

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结论与讨论

UC是一种病因不明的结肠黏膜炎症性疾病。目前,迫切需要研究新的有效治疗剂。在这项研究中,我们首次报道了GA治疗DSS诱导的UC小鼠可以显著改善结肠组织中的体重减轻、腹泻、便血、结肠萎缩、炎症细胞浸润、隐窝损伤、上皮破坏和肠屏障功能障碍。更重要的是,我们进一步证实,GA直接与IL-17RA活性蛋白结合,并抑制IL-17RA信号传导和下游炎症信号传导(如NF-κB、MAPKs)的激活,从而在体内外调节炎症和肠道屏障功能。总之,我们的研究表明GA可能是治疗UC的一种潜在的新药物。

尽管先前的研究已经证实,GA可以调节炎症信号传导,抑制促炎细胞因子的表达,并治疗炎症相关疾病,但GA在结肠炎中的分子机制尚不清楚。为了探讨GA保护DSS诱导的结肠炎的潜在机制,进行了RNA-seq分析。我们观察到,DSS给药后IL-17RA信号相关基因的表达显著增加。然而,GA治疗可显著下调IL-17RA信号基因的表达。与RNA-seq的结果一致,我们进一步发现GA可以显著抑制结肠炎小鼠和肠道类器官中IL-17RA信号传导和下游信号传导(包括NF-κB、MAPK)的蛋白质表达。事实上,IL-17RA信号传导参与UC的发病机制,并与促进促炎细胞因子(包括IL-1β、IL-6和TNF-α等)和趋化因子(如CXCL1、CCL2、CXCL2和CCL20等)的表达有关,并导致肠道屏障破坏。一致地,在本研究中,相关性分析结果表明,IL-17RA信号传导关键基因与结肠炎临床特征、炎症和肠道屏障相关,这表明IL-17RA的信号传导在UC的发展中起着至关重要的作用。为了进一步探讨GA与IL-17RA信号传导之间的作用,通过下拉、等离子体共振分析和分子动力学刺激,我们发现GA可以直接与IL-17RA活性蛋白结合,进而对NF-κB/MAPK通路发挥抑制作用。更重要的是,在IL-17RA基因敲除类器官中,我们观察到GA在减轻炎症和恢复肠道屏障方面的作用显著消除。同时,在Act1基因敲除类器官中也发现了类似的结果。此外,我们还观察到同时补充GA和IL-17R-lgG2单克隆抗体对减轻DSS诱导的小鼠模型没有产生协同作用。总之,这些结果表明,GA可以靶向IL-17RA信号传导,抑制炎症并恢复肠道屏障功能,进而预防DSS诱导的结肠炎。

总之,在本研究中,我们首次证明口服GA可以通过抑制炎症和保护肠黏膜屏障来减轻DSS诱导的结肠炎小鼠模型。我们进一步确定,GA直接与IL-17RA活性蛋白结合,后者抑制下游信号传导以对抗UC,这表明GA可能是UC治疗的一种新的潜在选择。

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