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中科大发现冬凌草甲素的靶点,对2型糖尿病和痛风等疾病有较好预防和治疗效果

 文殊院士 2018-07-12

本文转自BioArt

中科大发现冬凌草甲素的靶点,对2型糖尿病和痛风等疾病有较好预防和治疗效果

中科大发现冬凌草甲素的靶点,对2型糖尿病和痛风等疾病有较好预防和治疗效果

冬凌草中提取的三种活性成分,其中之一就是冬凌草甲素Oridonin。图片引自【1】。

冬凌草甲素(Oridonin,Ori)是中草药冬凌草(Rabdosia rubescens)的主要成分,具备抗肿瘤【2,3】、抗炎效果,但是其抗炎作用的靶点并不清楚。过去有一些研究表明,冬凌草甲素可以抑制NF-κB或者激活MAPK抑制促炎性细胞因子例如TNF-α和白细胞介素IL-6的释放【4,5】。

近日,中科大学生命科学与医学部、中科院天然免疫与慢性疾病重点实验室和合肥微尺度物质科学国家研究中心周荣斌、江维研究组与厦门大学邓贤明课题组合作,在Nature Communiations杂志上发表了题为Oridonin is a covalent NLRP3 inhibitor with strong anti-inflammasome activity的研究论文,发现中草药冬凌草的主要成分冬凌草甲素可共价结合NLRP3蛋白从而抑制炎症小体活化,且对NLRP3相关的一些疾病,比如2型糖尿病、痛风等疾病有较好的预防和治疗效果。

中科大发现冬凌草甲素的靶点,对2型糖尿病和痛风等疾病有较好预防和治疗效果

NLRP3炎症小体是由胞内固有免疫受体NLRP3、接头蛋白ASC和蛋白酶caspase-1(半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1)作为核心组成的多蛋白复合物,该复合物组装能够诱导促炎因子IL-1b(白细胞介素1 b)和IL-18(白细胞介素18)等的成熟和分泌,从而促进炎症反应发生【6】。NLRP3炎症小体活化与多种人类重大疾病的发生有着密切的关系。NLRP3自身的突变会导致一类自身炎症性疾病,包括家族性寒冷型自身炎症性综合征(FCAS)、穆-韦二氏综合征(MWS) 和慢性幼儿性神经皮肤关节综合征 (CINCA)。另外NLRP3炎症小体能够被各种异常代谢产物,包括高血糖、饱和脂肪酸、胆固醇结晶、尿酸结晶、β-淀粉样蛋白等激活,所以NLRP3炎症小体在2型糖尿病、动脉粥样硬化、痛风、神经退行性疾病、多发性硬化症等疾病的发生中起重要作用【7】,因此NLRP3炎症小体是上述疾病重要的候选干预靶点。但是目前还没有靶向NLRP3炎症小体的临床药物,所以靶向NLRP3的抑制剂发现受到学术界和工业界的极大关注。

在这项研究中,研究人员通过化学生物学等实验方法发现冬凌草甲素可通过与NLRP3蛋白279位的半胱氨酸共价结合,从而抑制了NLRP3炎症小体的组装和活化。尽管过去的研究表明冬凌草甲素可以抑制NF-κB或者激活MAPK抑制促炎性细胞因子例如TNF-α和白细胞介素IL-6的释放,但是相较于NLRP3炎症小体的抑制而言,药物使用计量上相差十倍之多,也即是说用较低计量的冬凌草甲素就可以抑制NLRP3炎症小体。

进一步的动物实验表明,冬凌草甲素可通过对NLRP3炎症小体的抑制在动物模型上对2型糖尿病、痛风等疾病具备较好的预防或治疗效果,如果使用Nlrp3-/-小鼠,那么上述效果则不会出现。上述结果表明,冬凌草甲素或者含有冬凌草甲素相关的中草药或可用于2型糖尿病、痛风等疾病的治疗

说明:上述文字内容部分引自中科大生科院官网。

参考文献

1. Yang, Y. C., & Wei, M. C. (2015). Kinetic and characterization studies for three bioactive compounds extracted from Rabdosia rubescens using ultrasound. Food and Bioproducts Processing, 94, 101-113.

2. Ding, Y. et al. Discovery and development of natural product oridonin-inspired anticancer agents. Eur. J. Med. Chem.122, 102–117 (2016).

3. Fujita, E., Nagao, Y., Kaneko, K., Nakazawa, S. & Kuroda, H. The antitumor and antibacterial activity of the Isodon diterpenoids. Chem. Pharm. Bull. 24, 2118–2127 (1976).

4. Huang, J., Wu, L., Tashiro, S., Onodera, S. & Ikejima, T. A comparison of the signal pathways between the TNF alpha- and oridonin-induced murine L929 fibrosarcoma cell death. Acta Med. Okayama59, 261–270 (2005).

5. Xu, Y. et al. Multiple-modulation effects of Oridonin on the production of proinflammatory cytokines and neurotrophic factors in LPS-activated microglia. Int. Immunopharmacol. 9, 360–365 (2009).

6. Chen, G., Shaw, M. H., Kim, Y. G. & Nunez, G. NOD-like receptors: role in innate immunity and inflammatory disease. Annu. Rev. Pathol. 4, 365–398 (2009).

7. Lamkanfi, M. & Dixit, V. M. Inflammasomes and their roles in health and disease. Annu. Rev. Cell. Dev. Biol.28, 137–161 (2012).

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