发现用于治疗TNF-α介导的炎症风暴和自身免疫性疾病的小分子抑制剂

2020
08/03

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药物化学前沿
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前言

肿瘤坏死因子α(TNF-α)主要由活跃的巨噬细胞和单核细胞分泌,是一种多效性细胞因子,在免疫功能中起着至关重要的作用。TNF-α水平升高与肿瘤、糖尿病,尤其是自身免疫性疾病有关,如类风湿性关节炎(RA)、银屑病关节炎、多发性硬化症和克罗恩病。因此,直接抑制TNF-α已成为治疗这些疾病的主要方法。商用单克隆抗体阿达木单抗和英夫利昔单抗,以及融合蛋白依那西普已被证明直接与肿瘤坏死因子-α结合,进一步阻止其与肿瘤坏死因子受体(TNFR)的相互作用,这些生物大分子制剂在自身免疫性疾病的治疗中显示出良好的疗效和高度的特异性。但是其稳定性差,成本高,商业规模生产和严重的副作用,促使了对新型小分子TNF-α抑制剂的需求。

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迄今为止,已发现多种选择性小分子TNF-α拮抗剂,但目前尚未有上市的TNF-α小分子抑制剂。现有的一些直接拮抗TNF-α的小分子,如萘脲苏拉明类似物和吲哚连色酮衍生物SPD304,其效价低,选择性差,易产生副作用,不适合抗TNF-α治疗。并且,含有有3-烷基吲哚部分的SPD304被细胞色素P450酶通过类似于强效肺毒素3-甲基吲哚的脱氢途径代谢,产生可与蛋白质和DNA靶点反应的亲电亚胺。

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作者通过SPD304的蛋白晶体结构进行虚拟筛选,从600万个化合物中筛选出7个类似化合物,其中化合物7(benpyrine)对TNF-α诱导的L929细胞有很好的恢复能力。基于此,对benpyrine进行了进一步的研究。

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通过微尺度热泳法(MST),作者发现benpyrine对肿瘤坏死因子-α有较强的结合亲和力。进一步的MST、ELISA、DARTS和CETSA实验确定了benpyrine与TNF-α的直接结合。

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通过分子对接以及对氨基酸突变的分析,再与L929细胞实验结果进行比对,作者发现TNF-α的57位亮氨酸和59位苯丙氨酸是benpyrine结合的关键氨基酸,这也为后续化合物优化提供了依据。

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在RAW264.7巨噬细胞上用WB方法进行NF-κB炎症通路分析,证明了苄benpyrine能够抑制TNF-α或脂多糖(LPS)诱导的IκBα磷酸化和NF-κB/p65的核转位,从而阻断NF-κB通路激活,并且对细胞无明显毒性。

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作者在小鼠体内用LPS诱导使炎症因子水平上升,证明了Benpyrine能够抑制动物体内产生炎性细胞因子。

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进一步的关节炎(CIA)模型研究表明Benpyrine有很好的治疗效果。

在咪喹莫特诱导的银屑病模型中,Benpyrine治疗效果显著,疾病症状缓解,且无明显不良反应。

参考文献

[1] Weiguang Sun. Discovery of an Orally Active Small-Molecule Tumor NecrosisFactor-α Inhibitor. 2020 (10.1021/acs.jmedchem.0c00377).

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关键词:
免疫,小分子,肿瘤坏死因子

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