炎症性肠病

中国科技网讯 据物理学家组织网5月14日报道，一个国际研究小组基于自然产生的C3a肽，研制出了一种候选药物。C3a肽是调节免疫反应的核心成员，能够增强或阻止其活动影响的药物或将有助于治疗哮喘、类风湿性关节炎和败血症等多种炎症性疾病。相关研究报告发表在近期出版的《药物化学杂志》上。 研究团队首先创建了名为C3a受体蛋白质的三维结构图，该蛋白位于人体细胞的表面，并在调节免疫系统下属的补体系统中发挥着关键作用。对于补体系统的调节，被认为是一种控制过于活跃的或因出错而致害的免疫反应的可能途径。然而，几乎没有药物能直接定位补体蛋白，也没有药物能定位C3a受体。这在某种程度上是因为补体系统十分复杂，其有时候能淡化免疫反应，而其他时候却能激起更强烈的反应。 随后，科学家利用计算技术设计出了能增强或阻止C3a活动的新型肽，因为他们预测这些肽将与受体发生反应，以阻止或增强它们的活性。他们计算出蛋白质的三维结构会如何改变，以及什么时候会在蛋白质的化学序列中发生改变。基于自然产生的、通常能够调节人体细胞中C3a受体的C3a肽的三维结构，研究人员制成了针对C3a活性的对抗剂和兴奋剂，其具备前所未有的效能和精确度。这种将肽设计为所需形状的能力，允许科学家能以精确的方式定位C3a受体。最后，科研人员在小鼠细胞和人体细胞内对肽进行了测试和分析，证实其与此前的理论预测相符。 除了有助于治疗哮喘、类风湿性关节炎和败血症等多种炎症性疾病，通过对补体的调控还有望治疗再灌注损伤。其通常发生在体内的血流被短暂切断时，例如心脏病发作或中风，血液回流时产生的炎症反应。另一种可能的应用是器官移植，该种情况下，身体通常会作出破坏性的免疫反应，来对抗新引入的器官。 研究团队下一步将在具有炎症的活体动物模型上测试制成的新肽，他们还计划更深入地探索C3a在炎症中扮演的双重角色，并力图开发更多的候选药物。（张巍巍） 《科技日报》（2012-05-16 二版）

[size=15px][font=&][color=black]cGAS-STING[/color][/font][font=宋体][color=black]通路可感知异常[i][/i]的细胞质[/color][/font][font=&][color=black]DNA[/color][/font][font=宋体][color=black]，然后启动宿主对入侵病原体和癌症的免疫反应。鉴于[/color][/font][font=&][color=black]STING[/color][/font][font=宋体][color=black]在自身免疫和炎症疾病中的重大作用，抑制[/color][/font][font=&][color=black]STING[/color][/font][font=宋体][color=black]是一种很有前途的炎症性疾病治疗方法。[/color][/font][font=&][color=black]STING [/color][/font][font=宋体][color=black]的激活是一个多步骤过程，包括与[/color][/font][font=&][color=black]cGAMP[/color][/font][font=宋体][color=black]结合、自我寡聚化以及从内质网易位到高尔基体，最终诱导[/color][/font][font=&][color=black]IRF3[/color][/font][font=宋体][color=black]和[/color][/font][font=&][color=black]NF-[/color][/font][font=宋体][color=black]κ[/color][/font][font=&][color=black]B[/color][/font][font=宋体][color=black]介导的干扰素和炎症细胞因子的表达，破坏其中任何一个步骤都可以有效抑制[/color][/font][font=&][color=black]STING[/color][/font][font=宋体][color=black]激活。传统的基于结构的药物筛选方法通常侧重于特定的结合位点。目前发现一些抑制剂，然而，由于药代动力学较差、体内活性，这些抑制剂均未进入临床研究阶段。[/color][/font][font=&][color=black][/color][/font][/size] [font=&][color=black]2024[/color][/font][font=宋体][color=black]年[/color][/font][font=&][color=black]8[/color][/font][font=宋体][color=black]月[/color][/font][font=&][color=black]22[/color][/font][font=宋体][color=black]日，中国科学院上海药物研究所张素林[/color][/font][font=&][color=black]/[/color][/font][font=宋体][color=black]郑明月团队在[/color][/font][font=&][color=black]Sci China Life Sci[/color][/font][font=宋体][color=black]（[/color][/font][font=&][color=black]IF=8.0[/color][/font][font=宋体][color=black]）发表题为“[/color][/font][font=&][color=black]Targeting STING oligomerization with licochalcone D ameliorates STING-driven inflammatory diseases[/color][/font][font=宋体][color=black]”的文章，采用基于蛋白质一级序列且不依赖于结合位点的[/color][/font][font=&][color=black]TransformerCPI[/color][/font][font=宋体][color=black]模型来识别能够与[/color][/font][font=&][color=black]STING[/color][/font][font=宋体][color=black]蛋白结合的化合物。来源于中药甘草的天然产物甘草查尔酮[/color][/font][font=&][color=black]D[/color][/font][font=宋体][color=black]（[/color][/font][font=&][color=black]Licochalcone D[/color][/font][font=宋体][color=black]，[/color][/font][font=&][color=black]LicoD[/color][/font][font=宋体][color=black]）被鉴定为一种有效且选择性的[/color][/font][font=&][color=black][color=var(--weui-LINK)]STING[/color][/color][/font][font=宋体][color=black]抑制剂。[/color][/font][font=&][color=black]LicoD[/color][/font][font=宋体][color=black]不与经典的配体结合口袋结合，相反，它共价修饰[/color][/font][font=&][color=black]STING[/color][/font][font=宋体][color=black]的[/color][/font][font=&][color=black]Cys148[/color][/font][font=宋体][color=black]残基，这种修饰可抑制[/color][/font][font=&][color=black]STING[/color][/font][font=宋体][color=black]寡聚化，从而抑制[/color][/font][font=&][color=black]STING[/color][/font][font=宋体][color=black]及下游信号通路的激活。此外，[/color][/font][font=&][color=black]LicoD[/color][/font][font=宋体][color=black]治疗可改善[/color][/font][font=&][color=black]DSS[/color][/font][font=宋体][color=black]诱发的结肠炎和[/color][/font][font=&][color=black]AOM/DSS[/color][/font][color=black]诱发的结肠炎相关结肠癌的进展。 [size=15px][b][font=&]1[/font][font=宋体]、基于序列的[/font][font=&] STING[/font][font=宋体]抑制剂[/font][font=&]AI[/font][font=宋体]虚拟筛选[/font][font=&][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体]作者采用[/font][font=&]TransformerCPI[/font][font=宋体]模型（一种基于蛋白质一级序列、不依赖结合位点的端到端深度学习模型）进行虚拟筛选，预测了[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]与[/font][font=&]20[/font][font=宋体]万个化合物（来源于[/font][font=&]SPECS[/font][font=宋体]库以及组内化合物库）之间的潜在相互作用，筛选出排名前[/font][font=&]1000[/font][font=宋体]的化合物并通过聚类分析，得到[/font][font=&]100[/font][font=宋体]个候选化合物。随后通过蛋白质热迁移（[/font][font=&]PTS[/font][font=宋体]）实验检测候选化合物与[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]蛋白的结合能力，发现天然产物[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]可以剂量依赖性地增加人源和鼠源[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]热稳定性。此外，表面等离子共振（[/font][font=&]SPR[/font][font=宋体]）与等温滴定量热法（[/font][font=&]ITC[/font][font=宋体]）实验进一步确定了[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]与[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]蛋白直接结合。这些结果表明天然产物[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]可以直接与[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]蛋白结合[/font][font=宋体]。 [b]2、LicoD通过直接抑制STING选择性抑制cGAS-STING信号的激活[/b]为了确定LicoD对细胞内cGAS-STING信号的影响，作者首先检查了LicoD对dsDNA 刺激的THP-1衍生巨噬细胞和RAW264.7细胞中的IFNB1、CXCL10、 IL6 mRNA的影响，发现dsDNA 刺激的两种细胞类型中，LicoD 抑制这些基因的表达。此外，LicoD抑制了STING内源性配体cGAMP诱导的STING信号通路的激活，抑制多种STING激动剂诱导的STING通路中关键蛋白磷酸化水平的升高。转录组的差异基因富集分析证实了LicoD对STING介导的信号通路的抑制作用。结果表明LicoD通过直接抑制STING选择性地抑制了细胞内cGAS-STING信号通路的激活。 [b]3、 LicoD通过共价修饰STING的Cys148抑制STING寡聚化[/b]考虑到LicoD对由多种STING激动剂诱导的信号的广谱抑制作用，作者推测LicoD可能与这些激动剂竞争性地结合到配体结合口袋，因此建立了一种使用FAM标记的diABZI（一种已报道的STING激动剂）的荧光偏振测定方法，结果显示LicoD不会破坏STING激动剂与配体结合口袋的结合，表明LicoD没有结合到STING的配体结合口袋。尺寸排阻色谱和Western Blot实验显示LicoD能够显著抑制cGAMP诱导的STING寡聚化。进一步探究结合位点和作用机制发现LicoD可以共价结合到STING的Cys148，并破坏了STING与TBK1的相互作用，抑制cGAMP诱导的IRF3和NF-κB的核转运。此外，LicoD还可以抑制STING功能获得性突变S154变体和M155变体的激活，这表明LicoD在治疗与STING自激活突变相关的疾病方面具有潜力。[/font][/size] [/color][size=15px][b][font=&][color=#4472c4]4[/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]、[/color][/font][font=&][color=#4472c4]LicoD[/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]减轻[/color][/font][font=&][color=#4472c4]Trex1-/-[/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]小鼠的自身炎症表型[/color][/font][font=&][color=#4472c4][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=&]Trex1[/font][font=宋体]缺失小鼠因[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]信号通路的持续激活而表现出严重的自身炎症性疾病表型，包括体内高水平的促炎细胞因子的释放和广泛的组织损伤。因此，作者采用了[/font][font=&]Trex1[/font][font=宋体]缺失小鼠开展体内药效实验以评估[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]的体内抗炎作用。发现在[/font][font=&]Trex1[/font][font=宋体]缺失小鼠的骨髓衍生巨噬细胞（[/font][font=&]BMDMs[/font][font=宋体]）中，[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]处理显著抑制了[/font][font=&]I[/font][font=宋体]型干扰素和促炎细胞因子的上调。在体内药效学实验中，[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]可以显著抑制[/font][font=&]Trex1[/font][font=宋体]缺失小鼠多种组织中[/font][font=&]I[/font][font=宋体]型干扰素和促炎细胞因子的表达，并改善小鼠心脏、舌头、胃和肌肉的炎症症状。这些结果表明[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]显著减轻了[/font][font=&]Trex1[/font][font=宋体]缺失小鼠的自身炎症性疾病表型[/font][font=宋体]。[/font][/size] [size=15px][b][font=&][color=#4472c4]5[/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]、[/color][/font][font=&][color=#4472c4]LicoD [/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]可减轻小鼠[/color][/font][font=&][color=#4472c4] DSS [/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]诱发的结肠炎[/color][/font][font=&][color=#4472c4][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体]作者接着研究了[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]是否可用于治疗小鼠的结肠炎。结果显示[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]给药可显著缓解[/font][font=&]DSS [/font][font=宋体]诱发的体重下降、结肠长度缩短、炎症细胞浸润、上皮细胞损伤、隐窝肿胀和破坏。此外，[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]显著降低了与急性结肠炎相关的组织学评分，降低炎症细胞因子的表达。喂食[/font][font=&] DSS[/font][font=宋体]导致[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]信号激活，体现在结直肠组织中[/font][font=&]STING[/font][font=宋体]、[/font][font=&]TBK1[/font][font=宋体]和[/font][font=&]RF3[/font][font=宋体]蛋白的磷酸化增加，而[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]治疗可有效降低这些蛋白质的磷酸化水平。总之，[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]对小鼠[/font][font=&]DSS[/font][font=宋体]诱发的结肠炎具有显著的治疗作用[/font][font=宋体]。[/font][/size] [size=15px][b][font=&][color=#4472c4]6[/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]、[/color][/font][font=&][color=#4472c4]LicoD [/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]可减轻小鼠[/color][/font][font=&][color=#4472c4]AOM/DSS [/color][/font][font=宋体][color=#4472c4]诱发的[/color][/font][font=&][color=#4472c4] CAC[/color][/font][font=&][color=#4472c4][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体]患有炎症性肠病（[/font][font=&]IBD[/font][font=宋体]）的人罹患结直肠癌的风险较高。考虑到[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]能显著减轻[/font][font=&]DSS[/font][font=宋体]诱发的结肠炎小鼠结肠炎症反应，作者研究了[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]是否可用于治疗小鼠结肠炎相关结肠癌（[/font][font=&]CAC[/font][font=宋体]）。结果显示[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]治疗显著抑制[/font][font=&]AOM/DSS[/font][font=宋体]诱导的肿瘤的发生和生长。此外，[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]治疗导致结肠组织内的炎症指标显著减少，导致[/font][font=&]AOM/DSS[/font][font=宋体]诱导的[/font][font=&] STING[/font][font=宋体]、[/font][font=&]TBK1[/font][font=宋体]、[/font][font=&]IRF3[/font][font=宋体]、[/font][font=&]NF-κB[/font][font=宋体]和[/font][font=&]STAT3[/font][font=宋体]的磷酸化水平显著降低，表明[/font][font=&]LicoD[/font][font=宋体]通过抑制[/font][font=&]cGAS-STING[/font][font=宋体]信号发挥抗[/font][font=&]CAC[/font][font=宋体]作用[/font][font=宋体]。[/font][/size]

益生菌来源于传统发酵食品、有益的共生环境以及周围环境中。益生菌可以通过多种机制影响肠道固有菌群的组成以及功能、促进肠上皮细胞更新，并影响肠道免疫应答。益生菌已被证实在一些已知肠道菌群紊乱的临床疾病使用，具有一定的临床效果，如过敏性皮炎、坏死性小肠结肠炎、储袋炎以及肠易激惹综合征等。然而，并没有研究对益生菌引起的肠道菌群改变和有因果联系的临床症状改善之间的相关性进行研究。是否易于导致疾病发生的肠道菌群状态是否可以通过益生菌制品的应用而达到一个更加健康、适应性更强的一种无病状态仍然是一个悬而未决的难题。既往研究多集中在利用某种疾病的动物模型或相关人群研究益生菌对疾病状态的影响，而现今人们开始将目光转向研究健康状态下益生菌对疾病发生的预防作用。 http://img.dxycdn.com/cms/upload/userfiles/image/2013/12/19/383038660_small.jpg图1. 益生菌的来源及其在人群中的主要作用美国科罗拉多世纪乳业文化技术产业Mary Ellen Sanders等人对益生菌在治疗或预防胃肠道疾病方面的研究进展进行了更新性综述。包括益生菌对肠易激惹综合征、感染性腹泻（包括院内感染）、炎症性肠病、坏死性小肠结肠炎以及结直肠癌的发生和治疗这些疾病状态的影响，以及益生菌在降低肠道感染性疾病、过敏性疾病发生率，改善肠道功能和免疫状态方面的作用等。主要内容简介如下：肠易激惹综合征虽然初步研究证实在肠易激惹综合征患者中存在肠道菌群的改变，但这种改变究竟是造成肠易激惹综合征发生的原因，还是肠易激惹综合征发生后所诱发的结果目前尚不明确。在啮齿类动物研究中发现益生菌能够影响肠道神经系统以及大脑信号转导，能够改善内脏痛觉反射。Mogyyedi等人对19项随机对照研究中共1650名肠易激惹综合征患者使用益生菌治疗的研究进行了综述，结果指出益生菌对症状的改善显著优于安慰剂组，但所纳入的实验收到样本量过小、使用益生菌菌株不一致等条件限制，影响了结果的可靠性。感染性腹泻在发展中地区进行的研究表明，急性感染性腹泻使用益生菌（布拉迪酵母菌、鼠李糖乳杆菌等）可以明显缩短腹泻的持续时间，对于持续性腹泻也可显著改善症状（腹泻持续时间至少缩短4天）。同时，益生菌可以降低医院内抗生素相关性腹泻、轮状病毒感染性腹泻的发生几率（发生率降低40-60%），对儿童患者安全性较好。但对于益生菌是否对艰难梭菌感染引起的腹泻是否有效尚存争议。炎症性肠病虽然动物实验和机制学说证实益生菌制剂对炎症性肠病治疗有效，但临床应用上并未达到预期的效果，特别是克罗恩病。益生菌制剂在克罗恩病的治疗和复发的预防中研究的结果并不一致。而对溃疡性结肠炎，研究证实乳酸杆菌、双歧杆菌和链球菌组合的益生菌制剂可以使患者受益。尼氏大肠杆菌在轻、中、重度溃疡性结肠炎患者中使用，可有助于诱导及维持缓解。益生菌的使用可以预防储袋炎的发生，并可降低应用抗生素成功治疗后的炎症复发。炎症性肠病，与结直肠癌、胃癌、非酒精性脂肪性肝炎以及自身免疫性疾病一样，存在基因、固有菌群以及环境因素的共同影响，存在很大的异质性。所以单一固定成分的益生菌制品难以在所有患者中获得疗效。在炎症性肠病中存在有160多个基因多态性，涉及粘膜屏障功能缺陷、粘膜愈合缺陷、细菌识别缺陷、细菌杀灭缺陷、免疫调节异常等多种功能异常。对于肠道内环境紊乱的患者而言，单纯的利用传统的益生菌制剂抑制有害细菌生长可能会得到事与愿违的结果，而恢复内环境的稳态，补充固有菌群，如柔嫩梭菌和芽孢梭菌等等反而效果更好。例如，炎症性肠病相关基因有一类可以调节粘液糖基化，如Fut2可编码α1,2-岩藻糖基转移酶，该基因异常与肠道菌群组成失调有关，在这种情况下改变肠道菌群状态、补充益生菌即可得到较好的治疗效果。提取自益生菌或人工合成的益生菌主要成分，能够保护整个肠道的内环境稳态，对于辅助炎症性肠病治疗也是有益的。例如低聚果糖和菊粉就具有选择性增强肠道内生性固有菌群的生长和功能而减少有害细菌生长的作用，并可增加有益于肠粘膜上皮细胞代谢的短链脂肪酸的含量，有利于损伤粘膜的愈合。可见益生菌应用在炎症性肠病治疗中有广阔的前景，但仍需对益生菌的组成和如何实现个体化治疗进行进一步的研究。坏死性小肠结肠炎与足月儿相比较，早产儿的肠道菌群组成有所不同，而这种异常将会增加早产儿罹患坏死性小肠结肠炎的可能。在坏死性小肠结肠炎患儿体内，厚壁菌门数目减少，而γ变形菌门数目增多。Meta分析结果显示，联合应用乳酸菌、双歧杆菌、酵母菌和/或S-嗜热链球菌组合的益生菌可以降低坏死性小肠结肠炎的发病率并降低整体死亡率。虽然美国儿科学会承认有证据证实极低体重儿应用益生菌制剂可以有效预防坏死性小肠结肠炎的发生，但在将其列入指南推荐条目的话还需要更多的实验研究验证益生菌有效的剂量和菌属组成。癌症和癌症治疗大量研究结果证实环境因素，如肥胖和饮食习惯等与结直肠癌的发生密切相关。而这些环境因素又会引起肠道固有菌群的失衡。动物实验也指出传统小鼠与无菌处理小鼠相比较结直肠癌发病率更高且肿瘤体积更大。这些实验结果均指出肠道固有菌群与结直肠癌的发病相关，但两者之间的因果关系尚不清楚。Sears等人研究指出产肠毒素B脆弱杆菌可以靶向引起E-cadherin分解，促发肠道炎症反应，增加结直肠癌的发病风险。也有研究指出与健康人群相比较，结直肠癌患者肠道菌群密度减少、组成改变、具核梭杆菌数目增多。动物实验证实益生菌对癌前病变和肿瘤有一定疗效，其潜在机制可能为改变肠道固有菌群及其代谢、改变肠道pH值、降低某些癌基因的活性、增强机体免疫应答、减轻肠道炎症、降低上皮增殖速度并促进凋亡等。生物标记研究指出合生元可以减轻粪便中水的代谢产物引起的基因毒性损伤。目前的研究一致认为合生元制剂在影响和改变结直肠癌发病风险方面比单一的益生菌或益生元制剂效果要好。对肿瘤治疗而言，益生菌制剂有助于减轻肿瘤放疗和化疗的副反应。动物实验中发现在无菌小鼠或使用抗生素处理后的荷瘤小鼠，更容易对放疗产生耐受。鼠李糖乳杆菌可以通过TLR2-、COX2-、MyD88依赖模式减轻肠道损伤和促进肠上皮细胞凋亡。研究益生菌制剂保健作用的挑战基础研究结果展现出诱人的前景，但在研究成果向有效应用产品转化的过程中仍存在很多问题。如成果转让和技术转化的监管问题，这一领域就涉及怎样设计人群的临床试验研究才能开发出具有重大科学意义的相适应的产品，对于不同的疾病或不同的人体状态，怎样的益生元组成配比和剂量能获得最大的收益等都是亟需解决的问题。益生菌引起的健康人群有意义的生理变化也需要更好的定义及测量方法。益生菌产品对人群生活质量影响的指标效应评估、广泛使用的安全性和有效性、对社会经济的影响都需要在纳入各种推荐指南前进行更严谨更有效的基础及临床的实验研究。