中药单体1区: 姜烯酮A靶向IL-17RA抑制炎症和恢复肠屏障功能减轻溃疡性结肠炎

【写在前面】：本期推荐的是由广州中医药大学药学院中医证候国家重点实验室\广东省癌症临床研究中心中山大学癌症中心\广州中医药大学东莞研究所\中山大学第一附属医院癌症中心\深圳市中医医院等研究团队合作近期发表于Advanced Science(IF15.1）的一篇文章，揭示姜烯酮A通过靶向IL-17RA抑制炎症和恢复肠屏障功能减轻溃疡性结肠炎。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

溃疡性结肠炎是一种复杂的、反复发作的肠道疾病。目前可用于UC治疗的药物稀缺，因此，迫切需要开发新的UC治疗药物。姜烯酮A（GA）是一种酚类化合物，以其抗炎作用而闻名，但其对UC的影响尚不清楚。在这里，研究表明GA保护小鼠免受UC的侵袭，这与体内外抑制肠粘膜炎症和增强肠屏障完整性密切相关。值得注意的是，RNA测序分析表明GA治疗后与IL-17信号通路存在明显相关性，Western印迹进一步证实了这种作用。从机制上讲，GA通过下拉、表面等离子体共振分析和分子动力学模拟直接与IL-17RA蛋白相互作用。重要的是，慢病毒介导的IL-17RA/Act1敲除或GA与brodalumab/ixekizumab联合治疗显著削弱了GA对DSS诱导的炎症和屏障功能障碍的保护作用，这表明IL-17RA信号在GA介导的UC保护中起着关键作用。总之，这些结果表明GA是一种有效的抗UC药物，主要通过直接结合IL-17RA来抑制炎症信号激活。

图文摘要

【结果部分】

1.GA减轻DSS诱导的小鼠结肠炎并抑制结肠肿瘤的发生。

2.GA抑制炎症并保护免受肠道屏障功能障碍的影响，从而减轻小鼠结肠炎。

3.GA抑制炎症并防止肠屏障功能障碍，以减轻DSS刺激的类器官损伤。

4.GA对DSS诱导的结肠炎小鼠IL-17RA信号传导和下游信号传导的调节作用。

5.GA治疗通过抑制炎症和保护肠道屏障免受损伤来减轻rIL-17A诱导的类器官损伤。

6.GA在rIL-17A诱导的类器官中抑制IL-17下游信号激活。

7.GA直接与IL-17RA结合。

A–D）使用免疫印迹法测定IL-17RA和GA的结合，并分析总（输入）、下拉和下拉后的蛋白质密度。E） GA与IL-17RA直接相互作用的SPR分析。F） 用或不用GA（8µm）处理12小时的NCM460细胞中IL-17RA的细胞热位移测定。G） GA与IL-17RA蛋白（4NUX）的对接分析。H） 分子动力学模拟中均方根偏差随时间的变化。I） 使用分子动力学模拟轨迹计算均方根波动（RMSF）。J） MM/GBSA预测的结合自由能和能量组分。

8.IL-17 RA和GA下游信号介导的对等位UC的保护作用。

【结论与讨论】

UC是一种病因不明的结肠黏膜炎症性疾病。目前，迫切需要研究新的有效治疗剂。在这项研究中，我们首次报道了GA治疗DSS诱导的UC小鼠可以显著改善结肠组织中的体重减轻、腹泻、便血、结肠萎缩、炎症细胞浸润、隐窝损伤、上皮破坏和肠屏障功能障碍。更重要的是，我们进一步证实，GA直接与IL-17RA活性蛋白结合，并抑制IL-17RA信号传导和下游炎症信号传导（如NF-κB、MAPKs）的激活，从而在体内外调节炎症和肠道屏障功能。总之，我们的研究表明GA可能是治疗UC的一种潜在的新药物。

尽管先前的研究已经证实，GA可以调节炎症信号传导，抑制促炎细胞因子的表达，并治疗炎症相关疾病，但GA在结肠炎中的分子机制尚不清楚。为了探讨GA保护DSS诱导的结肠炎的潜在机制，进行了RNA-seq分析。我们观察到，DSS给药后IL-17RA信号相关基因的表达显著增加。然而，GA治疗可显著下调IL-17RA信号基因的表达。与RNA-seq的结果一致，我们进一步发现GA可以显著抑制结肠炎小鼠和肠道类器官中IL-17RA信号传导和下游信号传导（包括NF-κB、MAPK）的蛋白质表达。事实上，IL-17RA信号传导参与UC的发病机制，并与促进促炎细胞因子（包括IL-1β、IL-6和TNF-α等）和趋化因子（如CXCL1、CCL2、CXCL2和CCL20等）的表达有关，并导致肠道屏障破坏。一致地，在本研究中，相关性分析结果表明，IL-17RA信号传导关键基因与结肠炎临床特征、炎症和肠道屏障相关，这表明IL-17RA的信号传导在UC的发展中起着至关重要的作用。为了进一步探讨GA与IL-17RA信号传导之间的作用，通过下拉、等离子体共振分析和分子动力学刺激，我们发现GA可以直接与IL-17RA活性蛋白结合，进而对NF-κB/MAPK通路发挥抑制作用。更重要的是，在IL-17RA基因敲除类器官中，我们观察到GA在减轻炎症和恢复肠道屏障方面的作用显著消除。同时，在Act1基因敲除类器官中也发现了类似的结果。此外，我们还观察到同时补充GA和IL-17R-lgG2单克隆抗体对减轻DSS诱导的小鼠模型没有产生协同作用。总之，这些结果表明，GA可以靶向IL-17RA信号传导，抑制炎症并恢复肠道屏障功能，进而预防DSS诱导的结肠炎。

总之，在本研究中，我们首次证明口服GA可以通过抑制炎症和保护肠黏膜屏障来减轻DSS诱导的结肠炎小鼠模型。我们进一步确定，GA直接与IL-17RA活性蛋白结合，后者抑制下游信号传导以对抗UC，这表明GA可能是UC治疗的一种新的潜在选择。

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