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    基于Keap1-Nrf2-A RE信號(hào)通路對(duì)多發(fā)性硬化癥治療的研究及展望

    2021-04-01 06:28:42劉國(guó)棟莊春林余建強(qiáng)
    關(guān)鍵詞:共價(jià)激活劑殘基

    劉國(guó)棟,莊春林,余建強(qiáng),石 英

    (1.寧夏醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,銀川 750004;2.第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院,上海 200433)

    多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)退行性疾病,會(huì)導(dǎo)致大腦和脊髓白質(zhì)中的局灶性炎癥性脫髓鞘,從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知功能障礙[1-2]。有證據(jù)表明MS的炎性反應(yīng)與氧化應(yīng)激密切相關(guān),氧化應(yīng)激反應(yīng)通過(guò)氧化脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA等直接促進(jìn)脫髓鞘,也間接地通過(guò)誘導(dǎo)免疫失調(diào)和炎性反應(yīng)而導(dǎo)致脫髓鞘[3-4]。Keap1-Nrf2-抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element,ARE)信號(hào)通路是一個(gè)綜合的氧化還原反應(yīng)體系,激活該途徑對(duì)于維持細(xì)胞的氧化平衡至關(guān)重要。該通路在炎性反應(yīng)中也起著關(guān)鍵作用,因此,清晰認(rèn)識(shí)Keap1-Nrf2-ARE信號(hào)通路各部結(jié)構(gòu)和功能及整體作用機(jī)制在MS研究過(guò)程中有著重要意義。

    1 Keap1-Nrf2-ARE信號(hào)通路的結(jié)構(gòu)

    1.1 Nrf2

    Nrf2是具有高度保守性的堿性亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子(圖1)。人類的Nrf2由605個(gè)氨基酸組成,含有7個(gè)結(jié)構(gòu)功能域,分別被命名為Neh1~Neh7,每個(gè)結(jié)構(gòu)域?qū)rf2的功能起著不同的作用[5]。Neh1是一個(gè)包含堿性亮氨酸拉鏈基序,可與細(xì)胞核內(nèi)DNA、小肌腱膜纖維肉瘤蛋白(Maf)或其他轉(zhuǎn)錄因子形成異二聚體,從而再與ARE結(jié)合,啟動(dòng)目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄。Neh2位于Nrf2的N端,含有多個(gè)可被泛素化修飾的賴氨酸殘基和兩個(gè)Keap1的結(jié)合位點(diǎn)(ETGE和DLG),這兩個(gè)基序?qū)τ贙eap1和Nrf2之間調(diào)節(jié)Nrf2泛素化和穩(wěn)定性的相互作用至關(guān)重要[6]。Neh3位于C末端,通過(guò)與Nrf2轉(zhuǎn)錄輔助激活子染色質(zhì)解螺旋酶DNA結(jié)合蛋白6結(jié)合活化轉(zhuǎn)錄。Neh4和Neh5是兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)域,當(dāng)Nrf2進(jìn)入細(xì)胞核并以Nrf2-Maf二聚形式與ARE結(jié)合后,并不能立即啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,還需要cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白與Neh4、Neh5兩個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)合,啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程。Neh6是一個(gè)富含絲氨酸殘基的結(jié)構(gòu)域,對(duì)于Nrf2有獨(dú)立于Keap1的負(fù)性調(diào)控作用[7]。Wang等[8]在研究視黃醇受體α(RXRα)與Nrf2相互作用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)Nrf2中未定義的氨基酸209-316區(qū)域,將其命名為Neh7結(jié)構(gòu)域。

    1.2 Keap1

    Keap1是由624個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì),負(fù)調(diào)控Nrf2的活性。人類的Keap1蛋白序列包含5個(gè)結(jié)構(gòu)域,分別為N端區(qū)域(N-terminal region,NTR)、BTB區(qū)域(broad complex,tramtrack,and Bric-aBrac,BTB)、中間連接區(qū)域(linker intervening region,IVR)、DGR區(qū)域(double glycine repeat,DGR)及C端區(qū)域(C-terminal region,CTR),見(jiàn)圖1[9]。人類Keap1蛋白共包含27個(gè)半胱氨酸殘基(Cys),其中7個(gè)Cys(Cys151、Cys257、Cys273、Cys288、Cys297、Cys434和Cys613)對(duì)活性氧和親電試劑具有較高的活性,參與氧化還原信號(hào)傳導(dǎo)[6,10]。BTB結(jié)構(gòu)域的主要功能是促進(jìn)Keap1與Nrf2的二聚和Keap1與Cul3的相互作用。IVR結(jié)構(gòu)域具有對(duì)氧化物或親電試劑高度敏感性的半胱氨酸殘基,可作為氧化應(yīng)激的傳感器。DGR結(jié)構(gòu)域包含6個(gè)雙甘氨酸重復(fù)序列,是Keap1與Nrf2的Neh2區(qū)連接的蛋白接觸位點(diǎn)。DGR和CTR域也被稱為DC結(jié)構(gòu)域,它們與Nrf2的Neh2結(jié)合,介導(dǎo)Keap1和Nrf2之間的相互作用[6-7]。

    1.3 ARE

    ARE也被稱為親電效應(yīng)元件,位于許多細(xì)胞保護(hù)基因啟動(dòng)子的上游,調(diào)節(jié)具有細(xì)胞保護(hù)作用蛋白和Ⅱ相代謝酶基因的表達(dá)。在氧化應(yīng)激的條件下,游離的Nrf2轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核,與小肌腱膜纖維肉瘤蛋白結(jié)合形成異二聚體,激活依賴ARE目的基因的表達(dá),發(fā)揮抗氧化作用。研究表明,Nrf2與Bach1均可以與ARE結(jié)合,啟動(dòng)Ⅱ相代謝酶和抗氧化基因的表達(dá),從而保護(hù)機(jī)體組織細(xì)胞的正常功能[11-12]。

    1.4 Keap1-Nrf2-ARE信號(hào)通路的活化

    在正常的生理狀態(tài)下,Keap1通過(guò)其BTB結(jié)構(gòu)域形成一個(gè)同二聚體,然后與細(xì)胞質(zhì)中Nrf2的DC結(jié)構(gòu)域結(jié)合,通過(guò)泛素化-蛋白酶體途徑使Nrf2降解。而當(dāng)機(jī)體受到親電試劑刺激或處于氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí),Keap1的半胱氨酸殘基被共價(jià)修飾,導(dǎo)致其構(gòu)象發(fā)生改變,與Nrf2解離,從而避免了Nrf2被泛素化和降解。累積的Nrf2進(jìn)入細(xì)胞核與ARE結(jié)合,從而啟動(dòng)下游一系列保護(hù)基因的表達(dá),如NADPH醌氧化還原酶-1(NADPH:quinone oxidoreductase-1,NQO-1)、血紅素加氧酶-1(Heme oxygenase-1,HO-1)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione-S-transferase,GST)等,見(jiàn)圖2。研究顯示,Nrf2信號(hào)通路調(diào)控600多個(gè)基因,其中200多個(gè)編碼與炎癥、神經(jīng)退行性疾病和其他慢性疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)[13]。

    2 Nrf2激活劑

    激活Nrf2的方式主要有共價(jià)和非共價(jià)修飾兩類。共價(jià)修飾是通過(guò)配體親電性基團(tuán)與Keap1中的硫醇等隨機(jī)反應(yīng)結(jié)合,其反應(yīng)性比較難控制,與目標(biāo)靶點(diǎn)的結(jié)合缺乏特異性,從而降低其調(diào)控作用,最終導(dǎo)致一些不必要的脫靶毒性效應(yīng)。非共價(jià)修飾是通過(guò)直接阻斷Keap1與Nrf2之間的相互作用,進(jìn)而使Nrf2從復(fù)合物中解離,發(fā)揮激活Nrf2的作用。非共價(jià)修飾克服了共價(jià)Nrf2激活劑的脫靶問(wèn)題,避免了不確定的毒副作用[10,14]。兩者作用機(jī)制見(jiàn)圖3。

    圖1 Keap1和Nrf2結(jié)構(gòu)區(qū)域

    2.1 Nrf2親電激活劑

    由圖4可見(jiàn),富馬酸二甲酯(Dimethyl Fumarate,DMF)為化合物1,是一個(gè)成功的Nrf2激活劑,已被FDA批準(zhǔn)用于治療復(fù)發(fā)型多發(fā)性硬化癥[14]。藥代動(dòng)力學(xué)研究表明,DMF是一種在體內(nèi)迅速轉(zhuǎn)化為富馬酸單乙酯的前藥,與Keap1的Cys151殘基共價(jià)反應(yīng),導(dǎo)致Nrf2介導(dǎo)的腦神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞基因反式激活。然而DMF的臨床應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生一些不良反應(yīng),如輕度至中度腹痛、腹瀉、惡心和嚴(yán)重白細(xì)胞減少等癥狀[15]。巴多索?。˙arduxolone,CDDO)是另一個(gè)Nrf2親電激活劑,它與Keap1的Cys151殘基發(fā)生共價(jià)可逆反應(yīng)。但CDDO甲基化修飾的產(chǎn)物——甲基巴多索?。˙arduxolone methyl,CDDO-Me)為化合物2,因增加了糖尿病患者心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn),未能通過(guò)腎臟治療的Ⅲ期臨床試驗(yàn)[16]。CDDO-Me目前正在肺動(dòng)脈高壓疾病的臨床試驗(yàn)中進(jìn)行研究[15]。蘿卜硫素為化合物3,是西蘭花芽中提取的異硫氰酸酯化合物,在一些臨床研究中也得到了評(píng)價(jià)[14,17]。

    圖2 Keap1-Nrf2-ARE信號(hào)通路活化機(jī)制

    圖3 不同Nrf2激活劑的作用機(jī)制

    圖4 Nrf2親電激活劑

    圖5 四氫異喹啉類結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    2.2 Nrf2非共價(jià)激活劑

    在已開(kāi)發(fā)非共價(jià)激活劑的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中運(yùn)用了一些經(jīng)典的藥物化學(xué)策略,如基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略、基于生物電子等排原理、基于片段的藥物設(shè)計(jì)策略和基于骨架躍遷的藥物優(yōu)化策略等,從而使目標(biāo)化合物靶點(diǎn)親和力和蛋白-蛋白相互作用抑制活性普遍得到提升,同時(shí)使理化性質(zhì)更有助于化合物成藥。同時(shí),進(jìn)一步通過(guò)有效地激活Nrf2對(duì)于MS的研究具有廣闊的應(yīng)用前景,加快了MS治療藥物的研發(fā)進(jìn)程。

    2.2.1 基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略 Hu等[18]首次報(bào)道了1,2,3,4-四氫異喹啉類的小分子Keap1-Nrf2抑制劑(圖5)。圖5中化合物4通過(guò)高通量篩選得到,通過(guò)熒光偏振(fluorescence polarization,F(xiàn)P)測(cè)定法測(cè)定其對(duì)Keap1-Kelch結(jié)構(gòu)域與Nrf2衍生肽之間相互作用的抑制活性(IC50=2.3μM)。通過(guò)表面等離子體共振(Surface plasmon resonance,SPR)測(cè)得其對(duì)靶點(diǎn)的親和力值Kd=1.0μM。然后在化合物4的基礎(chǔ)上,利用生物電子等排體原理將羧酸用四氮唑取代,得到化合物5,其對(duì)Keap1-Nrf2抑制活性降低了約3倍(IC50=7.4μM);然而當(dāng)去除鄰苯二甲酰亞胺的羰基得到化合物6,其對(duì)Keap1-Nrf2抑制活性提高約2倍(IC50=1.1μM);在5位引入甲基得到化合物7,其對(duì)蛋白相互作用抑制活性進(jìn)一步提升(IC50=750 nM)[19]。

    2.2.2 基于生物電子等排的優(yōu)化策略 Marcotte等[20]通過(guò)篩選267551個(gè)化合物得到以1,4二氨基萘為母核的Keap1-Nrf2抑制劑化合物8,其對(duì)蛋白相互作用的抑制活性為IC50=1.46μM;Jiang等[21]在化合物8的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在化合物8的磺酰胺基的氮上引入亞甲基羧酸得到化合物9?;衔?是更有效的Keap1-Nrf2抑制劑,相對(duì)于化合物8抑制活性提高了約200倍以上(IC50=28.6 nM),并且靶點(diǎn)親和力也大大提高(Kd=3.59 nM);為了改善化合物9的類藥性,利用對(duì)乙酰氨基取代對(duì)甲氧基得到化合物10,其對(duì)蛋白相互作用的抑制活性進(jìn)一步提升(IC50=14.4 nM)[22];Lu等[23]利用生物電子等排原理將羧酸用四氮唑取代,得到化合物11,使其在保持原抑制活性的基礎(chǔ)上透膜性大大提升(Pe=42.266±4.476),見(jiàn)圖6。

    2.2.3 基于片段的藥物設(shè)計(jì)策略 2016年,Astex制藥公司和葛蘭素史克制藥公司通過(guò)基于片段的藥物設(shè)計(jì)方法報(bào)道了一種新型苯丙酸類Keap1-Nrf2抑制劑[24]。通過(guò)利用X射線晶體衍射篩選出大約330個(gè)片段,鑒定出分別與關(guān)鍵氨基酸殘基Arg483、Tyr525和Ser602相互作用的A、B、C片段,盡管片段A對(duì)蛋白相互作用抑制活性>1 mM,但仍被確定為細(xì)化的“錨片段”。在片段生長(zhǎng)過(guò)程中,苯丙三唑部分直接連接到片段A的芐位,從而得到了化合物12(IC50=61μM)(圖7)。在化合物12氯苯的3位引入烷基苯磺酰胺,由于苯磺酰胺可以與Tyr334通過(guò)π-π堆積相互作用,進(jìn)而使活性進(jìn)一步提升,得到化合物13(IC50=0.27μM),見(jiàn)圖7。最后,為了使目標(biāo)分子能夠以穩(wěn)定構(gòu)象與靶點(diǎn)結(jié)合,通過(guò)苯磺酰胺的環(huán)化反應(yīng),形成了一個(gè)融合的7元雜環(huán),得到活性進(jìn)一步提升的化合物14(圖7)[6,16]。研究表明,化合物14可以激活慢性阻塞性肺?。╟hronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者支氣管上皮細(xì)胞中的Nrf2通路,從而誘導(dǎo)靶基因表達(dá),提高抗氧化活性,減輕炎性反應(yīng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn),化合物14可以激活COPD大鼠模型中的Nrf2,使得肺組織中炎癥程度降低[24]。

    2.2.4 基于骨架躍遷的結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略 由圖8可見(jiàn),化合物15為已報(bào)道的非共價(jià)Keap1-Nrf2抑制劑,其蛋白相互作用抑制活性為0.11μM(圖8)。但是萘環(huán)1、4位上兩個(gè)氮原子會(huì)引起代謝穩(wěn)定性問(wèn)題[25]。Abed等基于骨架躍遷策略將化合物15的萘環(huán)減化為一個(gè)苯環(huán),得到1,2-二取代二甲苯類似物16[26],其代謝穩(wěn)定性雖然增加,但抑制活性降低。通過(guò)在化合物16羧酸α碳上引入甲基,得到了抑制活性提高約15倍的手性化合物17(IC50=0.15μM)。同樣化合物19也是基于骨架躍遷策略減化化合物18中一個(gè)苯環(huán)得到的4-苯基-1,2,4三唑母核Keap1-Nrf2抑制劑,化合物19的硝基通過(guò)與關(guān)鍵氨基酸殘基Arg483相互作用,有效激活Nrf2-ARE通路,同時(shí)其對(duì)靶點(diǎn)親和力也進(jìn)一步提升(Kd=16.5μM)[16]。

    圖6 1,4-二氨基萘類結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    3 MS治療藥物現(xiàn)狀

    MS的藥物治療始于20世紀(jì)90年代,干擾素β和醋酸格拉替雷是1993年批準(zhǔn)的第一批治療MS注射制劑,兩者主要用于治療復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化癥。10年后,第一種單克隆抗體那他珠單抗獲得批準(zhǔn),它是一種人源化的單克隆抗體,可防止淋巴細(xì)胞穿過(guò)血腦屏障[27]。芬戈莫德,特立氟胺和富馬酸二甲酯是在2010至2020年上市的三個(gè)口服藥物,其中芬戈莫德于2018年5月被FDA批準(zhǔn)用于治療10~25歲的青少年患者[28-30]。研究表明,自20世紀(jì)90年代以來(lái),全球MS患病率急劇上升。目前,全球有250多萬(wàn)的MS患者,其中80%被確診為復(fù)發(fā)緩解型,這相比于1990年患病率增加了10.4%[2,31]。國(guó)內(nèi)外首推的MS黃金治療方法是疾病修飾治療(disease-modifying treatments,DMT)。同時(shí)根據(jù)中國(guó)《多發(fā)性硬化患者生存報(bào)告(2019)》可知,國(guó)內(nèi)多發(fā)性硬化癥患者3萬(wàn)~5萬(wàn)人,83%為復(fù)發(fā)緩解型,臨床上接受DMT治療的僅有10%,仍有90%的患者因?yàn)楦弊饔煤烷g斷性用藥導(dǎo)致復(fù)發(fā)等各種原因而處于無(wú)藥可用的狀態(tài),因此,急需一種新的治療手段和策略。

    圖7 苯丙酸類的藥物設(shè)計(jì)

    圖8 1,2-二取代二甲苯類似物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    4 激活Nrf2能夠有效緩解MS

    目前,MS仍不能被徹底治愈,急需尋找和開(kāi)發(fā)新的治療途徑。相關(guān)研究表明,激活Nrf2能夠調(diào)控免疫炎性反應(yīng)、鐵代謝、線粒體功能、自噬等方面,進(jìn)而緩解MS患者和動(dòng)物模型的臨床癥狀。

    4.1 CNS的炎癥調(diào)節(jié)

    在經(jīng)典MS模型——實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimentally induced autoimmune encephalomyelitis,EAE)模型中研究發(fā)現(xiàn),DMF作為Nrf2激活劑,可顯著緩解脫髓鞘和認(rèn)知功能障礙等臨床癥狀[32-33]。在MS的病理過(guò)程研究中發(fā)現(xiàn),高促炎性自身反應(yīng)T細(xì)胞入侵到中樞神經(jīng)系統(tǒng),產(chǎn)生干擾素γ和白細(xì)胞介素17A導(dǎo)致炎性反應(yīng)[4]。同時(shí),增加了血腦屏障的通透性,并促使其他免疫細(xì)胞進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)[4,34]。該過(guò)程伴隨著巨噬細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞的持續(xù)激活,并釋放促炎細(xì)胞因子和趨化因子,使炎性反應(yīng)加劇[35-36]。研究發(fā)現(xiàn),在MS患者和EAE動(dòng)物模型中,Nrf2低表達(dá)且HO-1缺乏時(shí),導(dǎo)致EAE小鼠模型脫髓鞘加劇和患者病情惡化[37-38]。而當(dāng)激活Nrf2時(shí),下游白細(xì)胞介素17以及炎癥因子Th1和Th17的產(chǎn)生受到抑制,同時(shí)使下游HO-1高表達(dá),從而抑制促炎細(xì)胞因子和趨化因子的過(guò)度分泌,最終緩解炎性反應(yīng)[39-40]。

    4.2 鐵代謝

    腦內(nèi)鐵代謝失調(diào)是MS疾病過(guò)程中導(dǎo)致氧化應(yīng)激的重要因素之一[41-42]。在健康的成人腦中,鐵主要儲(chǔ)存在少突膠質(zhì)細(xì)胞中。而在MS患者腦中的巨噬細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞鐵含量也是增加的,這些過(guò)量的鐵在髓鞘降解和清除的過(guò)程中會(huì)被釋放到細(xì)胞外,隨后轉(zhuǎn)化為二價(jià)亞鐵形式,通過(guò)Fenton反應(yīng)生成活性氧進(jìn)一步對(duì)機(jī)體造成損傷[43]。另外,巨噬細(xì)胞中鐵的含量過(guò)高也會(huì)促使炎癥的發(fā)生[44]。在EAE模型中,腦中鐵過(guò)量會(huì)導(dǎo)致參與磷脂和髓鞘代謝的幾個(gè)相關(guān)蛋白表達(dá)降低,可能會(huì)影響髓鞘的合成和恢復(fù)[45]。激活Nrf2可以調(diào)節(jié)鐵代謝中的鐵蛋白及相關(guān)酶來(lái)維持體內(nèi)鐵平衡,降低脫髓鞘程度,進(jìn)而緩解MS的臨床癥狀和疾病復(fù)發(fā)[46]。

    4.3 線粒體功能

    越來(lái)越多的證據(jù)表明,線粒體功能障礙也是MS發(fā)病和復(fù)發(fā)的重要因素之一[47-48]。通過(guò)對(duì)MS患者大腦軸突研究發(fā)現(xiàn),線粒體功能障礙和ATP缺乏,會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作電位在傳導(dǎo)過(guò)程中無(wú)法將Na+從軸漿轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外[49-50],這會(huì)導(dǎo)致反向Na+-Ca2+交換體的激活,造成軸漿內(nèi)Ca2+濃度升高,最終引起Ca2+介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥,并伴隨能量失衡和脫髓鞘[51-52]。通過(guò)對(duì)分離線粒體和培養(yǎng)細(xì)胞的研究表明,Nrf2缺乏可導(dǎo)致線粒體脂肪酸氧化、呼吸和ATP生成等過(guò)程受阻[53-54]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)MS患者中過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ-輔助活化因子-1α(peroxisome proliferatoractivated receptor gamma coactivator 1 alpha,PGC-1α)的表達(dá)降低會(huì)導(dǎo)致線粒體功能障礙,從而促進(jìn)復(fù)發(fā),加快病情進(jìn)展[55-56]。Nrf2也被報(bào)道通過(guò)激活PGC-1α和核呼吸因子1來(lái)維持線粒體正常的能量代謝功能[57]。因此,通過(guò)激活Nrf2來(lái)維持MS患者體內(nèi)線粒體功能穩(wěn)態(tài),對(duì)于緩解MS相關(guān)臨床癥狀具有十分重要的意義。

    4.4 自噬

    研究顯示,自噬降解途徑受阻會(huì)導(dǎo)致MS細(xì)胞外纖維連接蛋白的聚集,進(jìn)而影響再髓鞘化過(guò)程[58]。MS患者由于自噬水平的降低,在大腦和腦脊液中均檢測(cè)到可溶性低聚物以及在EAE模型中也檢測(cè)到氧化蛋白聚集體增加,進(jìn)而加劇炎性反應(yīng)[59-61]。研究表明,在EAE模型中,Nrf2缺乏導(dǎo)致自噬降解途徑降低,而通過(guò)激活Nrf2可誘導(dǎo)自噬相關(guān)基因的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)自噬,緩解脫髓鞘和炎性反應(yīng)[62]。

    非共價(jià)小分子Keap1-Nrf2抑制劑由于分子量較大,且含有大極性親水性基團(tuán)難以透過(guò)血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)。為了克服這種局限性,可以通過(guò)生物電子等排等結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略,使目標(biāo)分子保持原活性的基礎(chǔ)上具有更強(qiáng)的血腦屏障透過(guò)能力。此外,在既患有癌癥又患有MS的患者治療過(guò)程中,Nrf2激活劑會(huì)增加腫瘤轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn),這也取決于疾病的背景和階段[63,64]。因此,在使用Nrf2激活劑藥物治療該類患者時(shí),要評(píng)估此類藥物的風(fēng)險(xiǎn)。

    5 總結(jié)和展望

    MS是一種發(fā)病機(jī)制復(fù)雜的多因素疾病,目前研究的藥物雖尚不能徹底治愈,但通過(guò)調(diào)控Keap1-Nrf2-ARE信號(hào)通路,能夠有效緩解MS的復(fù)發(fā)和臨床癥狀。其中激活Nrf2能夠使MS患者及動(dòng)物模型中的免疫炎性反應(yīng)、鐵代謝、自噬等生理過(guò)程介導(dǎo)的臨床癥狀得到改善。大多數(shù)Nrf2親電激活劑由于反應(yīng)性比較難控制,與目標(biāo)靶點(diǎn)的結(jié)合缺乏特異性,最終導(dǎo)致一些不必要的脫靶毒性效應(yīng)。而非共價(jià)小分子Nrf2激活劑通過(guò)阻斷Keap1和Nrf2之間的相互作用克服了親電性Nrf2激活劑的缺點(diǎn),非共價(jià)Nrf2激活劑在MS的研究中具有良好的應(yīng)用前景,未來(lái)很有可能會(huì)用于MS的臨床治療。同時(shí),結(jié)合國(guó)內(nèi)的MS治療情況,增加對(duì)Keap1-Nrf2-ARE信號(hào)通路在MS過(guò)程中所起作用的認(rèn)識(shí),有助于新型MS治療藥物的研發(fā)。

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