足球买球网站:肌球蛋白轻链激酶是肠道屏障功能的关键调节因子,人们被赋予更有效的免疫抑制剂

当具有IBD样症状的小鼠用称为MDI-2268的化合物治疗时,其阻断了蛋白质的活性,它们表现得更好。与使用安慰剂治疗的小鼠相比,它们减轻了体重,并且它们的肠道显示出更少的破坏和炎症。该化合物由密歇根大学的Daniel
A. Lawrence博士开发。

W. Vallen Graham, Weiqi He,et,al. Intracellular MLCK1 diversion reverses
barrier loss to restore mucosal homeostasis. Nat Med. 2019
Apr;25:690-700.

为了验证基因及其蛋白质在肠道炎症中的作用,研究人员给小鼠一种化学物质,引起与IBD类似的肠道炎症,或用于比较无害的化学物质。接受破坏性化学物质的小鼠体重减轻,其肠道有许多炎症细胞和蛋白质受伤的迹象,而SERPINE-1基因的表达比接受无害化学物质的小鼠高6倍。

参考文献

虽然研究人员已经集中了无数个小时来寻找药物来抑制IBD患者的不规则免疫系统,但还有其他未开发的治疗疾病的来源

Graham等报道了MLCK的两种异构体MLCK1和MLCK2在肠上皮细胞中的差异性表达模式,其中MLCK2定位于胞质,而MLCK1定位于PAMR。同时,MLCK1在结肠炎模型小鼠的上皮细胞PAMR中也存在,而其在健康小鼠中并不存在。为开发特异性针对MLCK1的治疗药物,Graham等专注于研究只存在于MLCK1而非MLCK2中的单个结构域。同时,为验证MLCK1特有结构域中是否含有药物结合位点,研究者解析了其晶体结构并发现一个可结合的疏水区域。Graham等假设可结合的小分子可能抑制MLCK1向PAMR的转运。他们筛选了一个大约含有140000个分子的文库,并将搜索范围缩小到一个可降低紧密连接通透性的化合物。该化合物的一个特性是它不会抑制与毒性相关的其他MLCK抑制剂靶向的MLCK1激酶活性,因此,不会影响上皮伤口愈合或肠道运动所需的平滑肌收缩。

现在,华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员发现了一种可以治疗IBD而不直接针对炎症的化合物。该化合物可以降低与血液凝固相关的基因的活性。他们发现该基因在肠道炎症和损伤部位被打开,阻断其活性可减少小鼠的IBD症状。值得注意的是,该基因在患有严重疾病的人群中以及对那些被称为治疗严重IBD的TNF阻滞剂的强效生物药物无效的人群中尤为活跃。

{“type”:1,”value”:”关注消化界,精彩每天不断!

患有炎症性肠病(IBD)的人患有频繁,悲惨的腹痛,腹泻和严重的直肠出血事件。标准治疗旨在直接抑制炎症,但许多患者对这种方法几乎没有任何缓解。

使用TNF-α诱导的炎症小鼠模型,Graham等用Divertin以模拟口服给药的方式处理小鼠,发现其可以抑制屏障丧失、阻断TNF诱导的肠道MLC磷酸化并抑制腹泻。尤其是,Divertin不影响上皮细胞更新,并且在未注射TNF-α的小鼠中无毒性。在人空肠活检中,Divertin在抑制MLCK1募集到PAMR和MLC磷酸化方面具有相似的效果,这些空肠活检样本是从健康人群获得并在用TNF-α刺激培养的。在这些组织中,Divertin还阻断了紧密连接蛋白occludin的内吞作用,该蛋白是屏障功能障碍的指标。

3月6日发表在科学转化医学杂志上的研究结果可能为那些IBD无法通过现有治疗有效控制的人提供了新的治疗方案。人们对IBD的新型治疗方法很感兴趣,因为抑制炎症分子并不适用于所有患者,资深作者Thaddeus
S.
Stappenbeck博士说,他是实验室和基因组医学柯南教授。我们发现了一种不是炎症分子的独特靶标,但阻断它可以减少炎症和疾病迹象,至少在小鼠中是这样。如果进一步的研究证实了我们的研究结果,我们认为这个目标可能对更多的患者有帮助。

为了找到通过非炎症途径在IBD中发挥作用的基因,Kaiko,Stappenbeck及其同事分析了来自14个独立的,公开可用的IBD数据集的1,800个肠道活组织检查。活组织检查来自不同的研究,不同地将IBD患者与健康人进行比较;取自肠道发炎和未受影响部位的样本;或有轻度,中度和重度IBD病例的人。

该化合物作用于人类结肠上皮细胞系,抑制MLCK1向PAMR的转运。它可以逆转TNF诱导的、MLCK1介导的MLC磷酸化,有效恢复TNF处理后损伤的细胞屏障功能。因为该化合物抑制MLCK1向PAMR的转移,所以将其命名为Divertin。Divertin的作用模式是防止激酶募集到其底物上,而不是传统的药物诱导的酶活性阻断或底物结合阻断,是精确亚细胞靶向的新型治疗策略。MLCK1的运输涉及到一种未鉴定的蛋白质,其充当MLCK1和MLC之间的媒介。对于目前有限的治疗方式来说,这种蛋白可以作为一个额外的治疗靶标,进而有效恢复屏障通透性。

  • 例如排列肠道的上皮细胞的行为。Stappenbeck和第一作者Gerard
    Kaiko博士是Stappenbeck实验室的前博士后研究员,他现在在澳大利亚纽卡斯尔大学,他意识到IBD被忽视的方面可能是新药目标的丰富来源。

MLCK是屏障功能障碍的潜在治疗靶点

该分析显示在IBD中开启了一组与血液凝固相关的基因。这一发现符合长期以来的观察结果,即IBD患者发生血栓问题的可能性是普通人群的2到3倍,在发作期间风险特别高。

IBD具有典型屏障功能受损特性

在共同作者Jacqueline
Perrigoue博士及Janssen研究与开发部门的同事的帮助下,研究人员将基因列表缩减为少数几个在炎症和上皮细胞中发挥作用的基因。其中一个特别突出:一个名为SERPINE-1的基因。在IBD患者的肠道发炎部位中发现该基因及其相应的蛋白质含量很高。两者都参与血液凝固过程的早期步骤,但之前没有与炎症相关。

这里最令人兴奋的是,SERPINE-1及其蛋白质似乎在患有最严重疾病的人和那些对免疫抑制生物制剂没有反应的人中表达最高,Stappenbeck说。没有人想到过这样的目标。但在这里,我们发现了一些可能对许多IBD患者有所帮助的东西,特别是那些没有从现有疗法中获益的人。

Divertin抑制MLCK1向PAMR转运

足球买球网站 1

肠道上皮屏障损伤可驱动肠道及系统性疾病的发生,肌球蛋白轻链激酶是肠道屏障功能的关键调节因子,但抑制其酶活性可引起很强的毒性。Nature
Medicine上发表的一项最新研究,通过筛选鉴定出一种小分子Divertin,可抑制MLCK招募肌动球蛋白的功能,而不抑制其激酶活性。进一步研究发现,Divertin可通过调节细胞膜通透性,进而恢复小鼠受损的肠道屏障并改善其结肠炎症状,抑制动物模型中的IBD进展。该研究为IBD等肠道屏障功能障碍相关疾病提供了新的潜在治疗靶点。

在美国有超过100万人患有IBD,其中包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。这两种情况都以失控的炎症为特征,但在胃肠道的不同部位。它们通常首先用一般的抗炎药物如皮质类固醇治疗。在更严重的情况下,人们被赋予更有效的免疫抑制剂,例如TNF抑制剂,其中和重要的免疫蛋白。TNF抑制剂以商标名销售,例如Humira和Remicade。免疫抑制剂可能非常有效,但它们确实有副作用,例如感染和癌症风险增加。

紧密连接周围肌动球蛋白环是肌动蛋白和肌球蛋白II的细胞骨架环,环绕于肠上皮细胞并与紧密连接蛋白相关。作为肌球蛋白的小多肽亚基,肌球蛋白轻链通过MLCK磷酸化之后收缩该环,在紧密连接蛋白上产生张力,使其细胞间的紧密连接变得松散并增加屏障通透性。TNF-α作为一种高炎症细胞信号蛋白,其表达水平在IBD患者的肠道组织中有所升高,通过MLCK1增加PAMR中MLC的磷酸化,导致紧密连接松散以及食物抗原、大分子和微生物进入无菌固有层中。

肠道屏障通过不同类型的柱状上皮细胞单层维持其完整性,包括小肠或大肠特有的细胞类型。这些上皮细胞共同起作用以形成有效的生物屏障。结构蛋白将这些细胞彼此横向束缚,以维持控制溶质和水运输的物理屏障。在这些蛋白质中,claudins和occludins形成可调节的密封,称为紧密连接,在上皮细胞之间建立细胞屏障。紧密连接通透性的主要调节因子是肌球蛋白轻链激酶。如果MLCK由于突变或表达升高不能正常发挥作用,不仅可以导致肠道疾病状态,还可以导致肺和心脏等其他器官的疾病状态。

具有独特作用机制的Divertin将是IBD疗法的重要补充,可以特异性地改变肠道通透性。Divertin也可作为克罗恩病患者一级健康亲属的重要预防措施。高达40%的患者亲属表现出小肠通透性改变以及患克罗恩病的风险增加。此外,尽管没有症状,生化指标也正常,但对那些因为小肠通透性受损导致再发风险高的克罗恩病患者来说,Divertin治疗可能有益。Divertin在恢复肠上皮屏障功能方面的功效应该为验证其对内皮屏障功能的活性奠定基础,特别是对于那些在多发性硬化症中受损的血脑屏障。

文章缩译自:

Blander JM. A new approach for inflammatory bowel disease therapy. Nat
Med. 2019;25:545-546.

Graham等的研究结果很鼓舞人心,说明亚细胞结构的精确定位能够修复生物屏障,以减轻疾病严重度,甚至阻止其复发。

Divertin可抑制实验性IBD进展

足球买球网站 2投稿邮箱:DDP@high-med.com”
style=”width:60%;margin:1rem auto”>

图1 Divertin可以恢复IBD模型中的紧密连接功能

足球买球网站 3

炎症性肠病是一种慢性胃肠道疾病,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。仅在欧洲和北美就有350万人受该病困扰,同时其在亚洲、非洲和南美洲的发病率也在不断上升。IBD会影响患者的生活质量,尤其是在那些经历腹泻、腹痛、血便、发热、疲劳、食欲减退和体重减轻等严重症状的青少年和年轻人中更严重。IBD具有典型的肠上皮屏障功能受损和渗透性增加症状。肠道在没有有效的屏障保护下,肠腔内容物、病原微生物和共生微生物群会转移到肠道固有层中,导致炎症发生。因此,迫切需要通过治疗恢复肠道屏障,使其能够选择性地透过物质。

在IBD的两个小鼠模型中,在症状发作之前每日注射Divertin以保持肠屏障功能,防止小鼠体重减轻并降低其死亡率。其中一种模型,用特异性抗TNF抗体中和TNF-α的疗效(这是IBD患者常用的治疗策略),以比较Divertin与抗TNF治疗的疗效。惊喜的是,Divertin在增加处理小鼠存活率,减少粪便含水量、免疫细胞浸润和结肠组织病理学方面表现优于TNF-α治疗,所有这些都在IBD患者中观察到。同时,Divertin在降低肠道组织内广泛的炎症细胞因子水平方面也比抗TNF-α更有效。单独使用Divertin足以减轻疾病严重度并阻止疾病进展,但只有Divertin和抗TNF的联合使用才能导致小鼠100%存活,并阻止疾病活动的进展。

需要进行临床试验测试Divertin对IBD患者的疗效,特别是那些对抗TNF治疗无效或用抗TNF初始治疗后转变为难治性IBD的患者。Graham等发现,Divertin似乎不会影响TNF受体信号通路,表明在用抗TNF治疗的个体中,Divertin可能对抗TNF治疗相关的免疫抑制无效。这种免疫抑制是由于TNF受体信号通路干扰造成的,并导致对感染、恶性肿瘤和其他不良反应的易感性增加。IBD的替代治疗试图从疾病发病的不同方面去阻断,例如抗整合素制剂可以阻断炎性免疫细胞募集,但却不具有免疫抑制功能。

进一步研究表明,MLCK1中的药物结合位点在人和小鼠中是相同的,因此可以在小鼠中进行临床前功效测试。

This entry was posted in 联系买球 and tagged , . Bookmark the permalink.

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注