小分子Destruxin A5特异性调控表皮角质形成细胞中IL-17A/TNF-α炎症信号治疗银屑病的研究

批准号:
81703523
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.1 万元
负责人:
王兴启
依托单位:
学科分类:
H3504.抗炎与免疫药物药理
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢俊、郑桂红、王姗、唐瑶、申敏、张程
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中文摘要
直接阻断IL-17A/TNF-α信号能有效治疗中重度银屑病,但这种方式存在局限性能引发多种药物副作用。精确调控IL-17A/TNF-α信号下致病通路的药物设计是解决问题的关键。我们首次发现激活表皮角质形成细胞中的ERK1/2能有效抑制IL-17A/TNF-α炎症信号。我们还发现小分子Destruxin A5能细胞特异性地活化表皮角质形成细胞中的ERK1/2,在不影响具有重要生理功能的NF-κB通路的情况下抑制IL-17A/TNF-α炎症信号。本课题将评价Destruxin A5对IL-17A/TNF-α诱导的炎症分子抑制情况;利用DARTS等方法寻找Destruxin A5的靶蛋白;利用免疫共沉淀等方法阐明ERK1/2被调控的方式;利用免疫组化和组织免疫荧光评价Destruxin A5治疗小鼠银屑病的效果。本研究将为实现精确调控IL-17A/TNF-α炎症信号而治疗银屑病的目标提供新思路。
英文摘要
Direct blocking the IL-17A/TNF-α signaling can be effective in the treatment of moderate-to-severe psoriasis, but it will bring many drug side-effects such as destruction of the basic immunity, indicating that there exist limitations. A smart drug design that can precisely control the IL-17A/TNF-α signaling by avoiding inhibition of the important physiological pathways under this signal is a clever way to solve this problem. We first proved that activation of ERK1/2 in epidermal keratinocytes can effectively inhibit IL-17A/TNF-α inflammation signaling. Additionally, we found Destruxin A5, a small molecule, which specifically activates ERK1/2 in the epidermal keratinocytes and inhibits the IL-17A/TNF-α inflammation signaling without affecting the NF-κB pathway that has important physiological functions. In this study, the genome-wide transcriptional analysis was used to evaluate the regulation of IL-17A/TNF-α inflammation signaling by Destruxin A5-activated ERK1/2. The target protein of Destruxin A5 was detected by DARTS method, CESTA method and SPR-Biacore method. Western blotting, immunoprecipitation and SPR-Biacore were used to elucidate the effect of Destruxin A5 on ERK1/2 phosphorylation. The effect of Destruxin A5 on psoriasis was evaluated by immunohistochemistry and tissue immunofluorescence. This study will provide a new way to precisely regulate the IL-17A/TNF-α signaling and treat psoriasis.
银屑病是一种病因复杂的慢性炎症皮肤病,影响着全球2-3%的人口,其复发率高且难以治愈,给患者带来了巨大困扰。目前治疗银屑病的药物存在不良反应较大或费用昂贵等原因,相关新型药物的研发一直是热点。本项目以阻断该病炎症环路为目标,以参与免疫反馈的表皮角质形成细胞为靶向,力求发现能选择性抑制靶细胞中IL-17A/TNF-α信号的化合物,期待为该病提供新型免疫抑制剂。文献总结发现,IL-17A/TNF-α信号下游包含着致炎病理环路和同时具有生理功能的通路如NF-κB信号,所以阻断全部IL-17A/TNF-α通路的药物存在局限性。该项目首先去寻找能有效“关闭”致炎环路但不影响NF-κB信号的调控点。我们惊喜地发现ERK的过度磷酸化可能是IL-17A/TNF-α通路的自我抑制性信号。由此我们产生了“以其人之道还治其人之身”的思路,即筛选出既能放大表皮角质形成细胞中ERK磷酸化但又不抑制NF-κB信号的小分子。项目检测了该化合物对靶细胞的活性、分化及炎症反应的调控作用,并考察与p-ERK的关联;然后,在小鼠Imiquimod银屑病模型上观察其在体效果,并判断与p-ERK的关联;最后,本项目期待推测出化合物的靶蛋白,为药物优化做准备。最终,利用高内涵筛选技术筛选出了DestruxinA5,它(10μM)能显著促进靶细胞中ERK磷酸化(维持约12h)但不抑制NF-κB信号;在不影响靶细胞活性和分化的同时以p-ERK依赖的方式显著抑制炎症因子(CXCL1、CCL20、IL-6和S100A9)的表达;DestruxinA5(30-60mg/kg)能显著减少小鼠皮屑的产生和皮肤病理反应(H&E病理切片),降低角质层和表皮层厚度(马松和天狼猩红染色),修复表皮层分化功能(K5、K10、filaggrin和loricrin的表达),维持皮肤屏障作用(E-cadherin、ZO-1和Occludin的表达),减少皮肤中血管的产生(CD31的表达)及多种炎症细胞(肥大细胞、CD3-阳性、CD4阳性和CD45阳性细胞)的浸润,降低皮肤中IL-17A和TNF-α的表达,以上药理作用均是p-ERK依赖性的;有趣的是,DestruxinA5促进p-ERK表达的同时却抑制p-P38和p-JNK,因此推测DestruxinA5的靶点可能是磷酸酶。本项目发现了银屑病的新病理机制及潜在精确调控策略和化合物。
期刊论文列表
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Troxerutin Improves Dextran Sulfate Sodium-Induced Ulcerative Colitis in Mice
曲克芦丁可改善 DSS 诱导的小鼠溃疡性结肠炎
DOI:10.1021/acs.jafc.0c06755
发表时间:2021-02-23
期刊:JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
影响因子:6.1
作者:Wang, Xingqi;Gao, Yuzhi;Yao, Ruiqin
通讯作者:Yao, Ruiqin
Roseotoxin B alleviates cholestatic liver fibrosis through inhibiting PDGF-B/PDGFR-β pathway in hepatic stellate cells
Roseotoxin B 通过抑制肝星状细胞中的 PDGF-B/PDGFR-β 途径减轻胆汁淤积性肝纤维化
DOI:10.1038/s41419-020-2575-0
发表时间:2020-06-15
期刊:CELL DEATH & DISEASE
影响因子:9
作者:Wang, Xingqi;Gao, Yuzhi;Yao, Ruiqin
通讯作者:Yao, Ruiqin
Rapid and high efficiency transformation of Chlamydomonas reinhardtii by square-wave electroporation
方波电穿孔快速高效转化莱茵衣藻
DOI:10.1042/bsr20181210
发表时间:2018-12
期刊:Bioscience reports
影响因子:4
作者:Liang Wang;Lijing Yang;Xin Wen;Zhuoya Chen;Qiaoying Liang;Jialing Li;Wen Wang
通讯作者:Wen Wang
Purple sweet potato color attenuated NLRP3 inflammasome by inducing autophagy to delay endothelial senescence
紫甘薯颜色通过诱导自噬来减弱 NLRP3 炎症小体,从而延缓内皮衰老。
DOI:10.1002/jcp.28003
发表时间:2019-05-01
期刊:JOURNAL OF CELLULAR PHYSIOLOGY
影响因子:5.6
作者:Sun, Chunhui;Diao, Qiaoqiao;Zheng, Yuanlin
通讯作者:Zheng, Yuanlin
Troxerutin improves DSS-induced ulcerative colitis in mice
曲克芦丁可改善 DSS 诱导的小鼠溃疡性结肠炎
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry
影响因子:6.1
作者:Xingqi Wang;Yuzhi Gao;Lei Wang;Di Yang;Wei Bu;Lingshan Gou;Jinjin Huang;Xinyue Duan;Yue Pan;Shuyan Cao;Zixuan Gao;Chao Cheng;Zhaojun Feng;Jun Xie;Ruiqin Yao
通讯作者:Ruiqin Yao
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