研发新型NLRP3炎症小体抑制剂开发：天然产物Echinatin

Echinatin（刺甘草查尔酮）是从中草药甘草中分离得到的天然产物，具有保肝、抗炎和抗氧化作用，诸多药物开发人员长期致力于Echinatin的药用开发。Echinatin是Nrf2的有效激活因子，已有研究显示其在体外可抑制LPS诱导的PGE2、IL-6、ROS和NO的产生，但其更深层次的分子机制仍不清楚。介于NLRP3炎症小体参与多种人类疾病的发病机制，新研究从NLRP3炎症小体的角度考虑Echinatin作用的内在机制，对Echinatin对NLRP3炎症小体的作用展开了细致的研究，并通过疾病模型证实了Echinatin在各类疾病上良好的治疗效果。

       图一 Echinatin抑制小鼠BMDMs和人PBMCs中NLRP3炎症小体的激活

首先，研究人员对Echinatin抑制小鼠BMDMs和人PMCs中NLRP3炎症小体激活的作用进行了研究。显示其在BMDMs和hPMCs中均可以显著抑制LPS和尼日利亚霉素诱导的caspase-1激活、IL-1β成熟以及LDH释放，但不影响TNF-α。进一步的研究显示，Echinatin对多种激动剂，包括ATP、MSU、Poly（I：C）等，诱导的NLRPs炎症小体激活经典通路以及LPS诱导的非典型通路均具有抑制作用，说明Echinatin对NLRPs炎症小体具有广泛抑制作用。同时，研究人员发现Echinatin对NLRPS激动剂诱导的ASC寡聚作用具有剂量依赖的抑制作用，表明其可能直接作用于ASC寡聚或影响该通路上游信号。

图二 抑制激动剂介导的NLRP3炎症小体的激活和组装

为了明确Echinatin是直接作用于ASC寡聚还是影响该通路上游信号，研究人员做了进一步研究。在对炎症小体的激活上，ASC寡聚对NLRP3和AIM2炎症小体的激活是必须的，但对NLRC4炎症小体的激活是非必须的。因此，作者研究了Echinatin对AIM2和NLRC4炎症小体激活和ASC寡聚的影响，发现其对AIM2并无抑制作用，显示Echinatin不直接作用于ASC寡聚。此外，研究显示其对上游信号（K+外流、线粒体损伤）也没有影响。

图三 Echinatin靶向ASC寡聚机制研究

随后，然后研究人员对Echinatin和NLRP3炎症小体相关蛋白结合情况，发现只有关键蛋白HSP90下调，并发现Echinatin可有效抑制HSP90 ATP酶活性，抑制活性成剂量依赖，从而导致伴侣分子SGT1和 HSP90-NLRP3分离。Co-IP实验显示，HSP90和SGT1不与AIM2而是与NLRP3相互作用，且HSP90-NLRP3不受影响，提示Echinatin诱导SGT1和HSP90-NLRP3复合物的分离。综上，Echinatin通过与HSP90结合并抑制其ATP酶活性，并破坏SGT1与HSP90-NLRs复合物的作用来阻断除AIM2以外的NLRPs炎症小体激活。

图四 Echinatin与HSP90结合并抑制其ATP酶活性。

最后，研究人员在LPS-感染性休克、DSS-结肠炎、蛋氨酸和胆碱缺乏（MCD）饮食诱导的非酒精性脂肪肝炎（NASH）等多种疾病模型上研究了Echinatin在NLRP3炎症小体相关疾病上的疗效，结果显示Echinatin在这些疾病上具有很大的药物开发潜力。

总之，本研究对Echinatin的作用机制进行了深度挖掘，发现Echinatin主要通过与HSP90结合并抑制其ATP酶活性，进而破坏HSP90-SGT1的关联，同时阻止SGT1与HSP90-NLRs复合物的相互作用，达到NLRPs炎症小体的广泛抑制作用。且通过疾病模型证实了Echinatin在多种NLRPs炎症小体相关疾病治疗上的应用潜力，为后续药物开发奠定了坚实的基础。

参考文献：

Echinatin effectively protects against NLRP3 inflammasome– driven diseases by targeting HSP90，2021.

作者简介：

云天，药物化学博士，主要从事小分子药物研究，尤其擅长小分子药物的合成工艺及后期药物开发研究，已完成多个抗癌药物分子的合成和活性评估。

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来源：CPhI制药在线

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