炎癥小體NLRP3信號通路
炎癥反應(yīng)是機體常見的生理、病理活動,炎癥小體在該反應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。
目前已發(fā)現(xiàn)的炎性小體主要有5種,即NLRP1炎癥小體、NLRP3炎癥小體、NLRC4炎癥小體、IPAF炎癥小體和AIM2炎癥小體。其中,NLRP3炎癥小體研究的最多且最為透徹。
核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)是NLRP3炎癥小體中關(guān)鍵調(diào)控蛋白之一,NLRP3的激活及其相關(guān)分子調(diào)控信號通路與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),是臨床藥物研究開發(fā)的前沿?zé)狳c方向。
目前已經(jīng)明確NLRP3 炎癥小體的激活由兩個關(guān)鍵步驟介導(dǎo):初始化(Priming, 信號1)和激活組裝(Activation, 信號2)(圖1)。
圖1. NLRP3炎癥小體通路以及被臨床研究中藥物或上市藥物抑制的節(jié)點(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
初始化(信號1)通過激活NF-κB通路,從而上調(diào)與炎癥小體相關(guān)的蛋白(包括炎癥小體傳感器蛋白,IL-1β和IL-18)的表達。
激活組裝(信號2)過程則是觸發(fā)炎癥小體傳感蛋白與炎癥小體接頭蛋白的聚集,并招募Caspase-1(圖1)。
活化的Caspase-1促使IL-1β和IL-18水解成熟,并且促使Gasdermin D(GSDMD)切割,切割的GSDMD隨后在細胞膜上形成孔,引發(fā)促炎性細胞死亡,即細胞焦亡(Pyroptosis)。
這個過程伴隨著IL-1β,IL-18和警報素如HMGB1的釋放,將危險信號從受損或死亡的細胞傳播出去并調(diào)動免疫細胞,特別是體現(xiàn)在中性粒細胞的招募。
NLRP3炎癥小體的過度活化與多種人類重大疾病的發(fā)生密切相關(guān),如Cryopyrin蛋白相關(guān)周期綜合征、炎癥性腸炎、痛風(fēng)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、動脈粥樣硬化、非酒精性脂肪肝病、糖尿病、阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化癥及惡性腫瘤等(表1)。
表1. 與NLRP3靶點相關(guān)疾病類型
NLRP3目前已成為藥物開發(fā)最具吸引力的靶點之一。迄今已有至少四種NLRP3抑制劑進入臨床研究階段(表2)。
Olatec公布了Dapansutrile臨床二期用于急性痛風(fēng)的數(shù)據(jù),研究表明Dapansutrile在治療3天時可減少50%以上的關(guān)節(jié)疼痛。這也是目前臨床進展最快的NLRP3抑制劑。
表2. 部分臨床研究中的NLRP3抑制劑
除了直接靶向NLRP3,IL-1β作為炎癥小體通路的下游,似乎也是不錯的選擇。
IL-1β被認(rèn)為是典型的多功能細胞因子,幾乎影響所有類型的細胞,無論是單獨作用還是與其他細胞因子聯(lián)合使用。IL-1β對幾乎所有組織的細胞防御和組織修復(fù)至關(guān)重要,與疼痛、炎癥和自身免疫有關(guān),另外,也參與神經(jīng)保護、組織重塑和修復(fù)。
迄今為止,至少已經(jīng)有三個靶向IL-1β的藥物已經(jīng)獲批,包括Anakinra、Canakinumab和Rilonacept,用于治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的急性發(fā)作。
南模生物針對炎癥小體NLRP3信號通路關(guān)鍵節(jié)點基因開發(fā)了各類修飾模型(表3)以供科學(xué)家進行免疫機制研究,部分預(yù)制的節(jié)點基因人源化模型還將為相關(guān)靶點藥物臨床前研究提供重要的工具資源。
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