最新研究成果 | APSB封面文章報(bào)道藥學(xué)院尹航課題組研發(fā)TLR7小分子抑制劑




2024年11月22日,Acta Pharmaceutica Sinica B雜志以封面文章的形式報(bào)道清華大學(xué)藥學(xué)院尹航課題組最新研究成果“Targeting toll-like receptor 7 as a therapeutic development strategy for systemic lupus erythematosus”。封面圖展示了小分子/TLR7蛋白復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu),猶如清華大學(xué)荷塘中盛開的荷花。水面代表胞內(nèi)體膜,小分子通過與TLR7胞外結(jié)構(gòu)域相互作用,使TLR7穩(wěn)定在靜息態(tài)二聚體,從而起到了特異性抑制TLR7活性的作用。



本研究開發(fā)了一種新喹啉衍生物TH-407b,作為人TLR7的特異性小分子抑制劑,該抑制劑在體內(nèi)顯示出療效,提高了存活率并緩解了系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)模型小鼠的癥狀,為通過靶向TLR7治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡提供了新的策略。

Toll樣受體(TLRs)是一類模式識別受體(PRRs),能夠識別病原相關(guān)分子模式(PAMPs),從而調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。TLRs信號傳導(dǎo)的失調(diào)會導(dǎo)致多種疾病的發(fā)展和進(jìn)展,如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)和系統(tǒng)性紅斑狼瘡。因此,TLRs 正逐漸成為自身免疫疾病的重要藥物靶點(diǎn)。在內(nèi)涵體TLRs中,TLR7和TLR8在序列和功能上表現(xiàn)出高度相似性,但有關(guān)TLR7的選擇性抑制劑及其詳細(xì)的抑制機(jī)制的研究較少,主要?dú)w因于TLR7-抑制劑復(fù)合物結(jié)構(gòu)分析的挑戰(zhàn)。SLE是一種自身免疫性疾病,表現(xiàn)為一種多系統(tǒng)疾病,其病因復(fù)雜多樣。此前認(rèn)為TLR7的異常激活與SLE有關(guān),但目前其機(jī)制尚未明確。因此,開發(fā)TLR7特異性小分子抑制,解析TLR7-抑制劑復(fù)合物的結(jié)構(gòu),對治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡有至關(guān)重要的作用。

研究者通過結(jié)構(gòu)–活性關(guān)系(SAR)研究,成功獲得了特異性的TLR7抑制劑TH-407b,該抑制劑具有更高的效力且?guī)缀鯚o細(xì)胞毒性。并且,研究人員成功解析了TLR7/TH-407b復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu),提出了TH-407b抑制TLR7的模型:未結(jié)合配體的TLR7主要以單體占優(yōu)的方式處于單體-二聚體平衡中。TH-407b通過誘導(dǎo)和穩(wěn)定一個非活化的二聚體TLR7將平衡推向二聚體形式,其中兩個C末端彼此分離,無法啟動下游的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域寡聚化過程。TH-407b可以在TLR7與激動劑結(jié)合時(shí)維持這個非活化二聚體,從而最終抑制免疫反應(yīng)。

TLR7在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的外周血單核細(xì)胞(PBMCs)中過量表達(dá),使其成為潛在的藥物開發(fā)靶點(diǎn)。研究人員發(fā)現(xiàn)TH-407b能夠劑量依賴性地抑制SLE患者PBMCs中炎癥因子的分泌,且沒有任何毒性。使用14周齡的雌性MRL/lpr小鼠來研究TH-407b的藥效學(xué)特性,在4周的給藥后,TH-407b給藥組的生存率顯著高于安慰劑組,皮膚損傷的發(fā)生率和嚴(yán)重程度也明顯降低,脾臟和淋巴結(jié)明顯比安慰劑組小,自抗體水平顯著低于安慰劑組。腎臟的組織學(xué)分析證實(shí),TH-407b給藥組顯示輕度的腎小球腎炎,而安慰劑組則表現(xiàn)為嚴(yán)重的腎小球腎炎。

上述結(jié)果表明,TH-407b對SLE患者具有強(qiáng)大的抗炎效果,且在SLE小鼠模型的治療中顯示出良好的療效,這不僅表明TLR7可能在SLE等炎癥性疾病和自身免疫性疾病中發(fā)揮作用,還暗示TH-407b具有治療SLE的潛力。綜上所述,研究人員通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)以及活體動物等手段,展示了鎖定TLR7靜息狀態(tài)可能是一種治療SLE的新策略。




致謝


清華大學(xué)藥學(xué)院尹航教授、日本東京大學(xué)Toshiyuki Shimizu教授為本文共同通訊作者。北京拓領(lǐng)博泰生物科技有限公司王萌、清華大學(xué)化學(xué)系陳和凱、清華大學(xué)藥學(xué)院張湍、日本東京大學(xué)Zhikuan Zhang為本文的共同第一作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金、北京高等學(xué)校卓越青年科學(xué)家計(jì)劃項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金支持。


原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211383524003368 

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