Life Metabolism丨开发FXR环肽拮抗剂通过破坏FXR与辅激活因子的相互作用进而作为MASH治疗新策略

法尼醇X受体 （farnesoid X receptor, FXR） 是一种胆汁酸核受体 （NR） ，对调节胆汁酸或固醇代谢至关重要。经证实，肠道FXR拮抗剂可有效改善代谢性疾病，尤其是治疗代谢功能障碍相关性脂肪性肝炎 （MASH） 。胆汁酸是FXR的天然配体，通过与FXR配体结合域 （ligand-binding domain, LBD） 中的配体结合口袋 （ligand-binding pocket，LBP） 结合，引起LBD构象变化招募辅激活因子，激动转录活性。现有的内源性或合成FXR拮抗剂 （如甘氨酰熊去氧胆酸） 以LBP为靶点，通过竞争性阻碍鹅去氧胆酸等具有FXR激动活性的胆汁酸与LBP结合，来达到抑制FXR的作用。传统的FXR拮抗剂大多为FXR活性的间接调节剂，往往受到胆汁酸池中具有拮抗活性和具有激动活性的胆汁酸比例影响，抑制效果较弱且不稳定。因此，作者提出通过阻断LBD与辅激活因子之间的蛋白-蛋白相互作用 （PPIs） ，可能具有更稳定的抑制效果。此外，拮抗作用应仅限于肠道靶向，肝脏中的FXR拮抗易引起肝损伤和胆汁淤积。因此，开发能够直接破坏FXR与辅激活因子之间相互作用的肠道靶向FXR拮抗剂至关重要。

环肽因兼具小分子和蛋白质的特性，已成为调节PPIs的重要分子。目前，环肽在影响新陈代谢和肠道菌群结构方面的功效已得到证实。此外，环肽具有很强的脂溶性，不易穿透肠上皮，更容易成为肠道靶向药物。固有的结构稳定性确保了环肽抗蛋白酶水解的能力，从而提高了其在肠道内的稳定性和作用时间。因此，开发具有FXR拮抗活性的环肽有望产生更具肠道靶向性的FXR拮抗剂。

近日，中国科学院上海药物研究所柳红团队、谢岑团队联合临港实验室王江团队在Life Metabolism杂志上合作发表题为Development of cyclopeptide inhibitors specifically disrupting FXR-coactivator interaction in the intestine as a novel therapeutic strategy for MASH的研究论文。本研究首次开发了一种新型环肽DC646能够与FXR的辅激活因子结合位点特异性结合从而阻断辅激活因子的招募，并减少肠源性神经酰胺生成，促进胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的释放，在治疗MASH方面有潜在疗效且兼具良好的安全性。

首先，作者通过AlphaScreen测试体系发现了一系列对FXR具有拮抗活性的C4位吗啉修饰的色氨酸类环肽化合物。通过对环肽的大小和侧链进行结构优化，他们筛选出环肽DC646对FXR的拮抗活性最强 （抑制率高达70%以上） 。利用分子对接模拟和关键氨基酸残基Q296和K303的定点突变实验进一步证实，DC646通过占据辅激活因子的结合位点 （AF2） 直接破坏FXR-LBD与辅结合因子之间的相互作用，进而发挥FXR拮抗作用 （Fig. 1） 。此外，根据DC646的结构，他们设计并合成了含有生物素分子的环肽BIOTIN-DC646探针，通过共免疫沉淀实验同样验证了DC646作为一种PPI抑制剂干扰FXR-LBD与辅激活因子的结合来抑制FXR活性。

FXR主要分布于肝脏和肠道。肝脏中的FXR可能是参与肝细胞癌 （HCC） 进展的肿瘤抑制因子，此外FXR的表达还与肝损伤和胆汁淤积有关。因此，在开发肠靶向FXR拮抗剂的过程中，避免对肝脏中FXR发生拮抗作用至关重要。

在肠道器官组织和靶点选择性实验中，作者发现环肽DC646能以FXR依赖性方式有效逆转GW4064诱导的FXR靶基因Shp的表达，而对其他NR靶基因表达没有显著影响，说明DC646的靶点选择性较高。小鼠体内实验表明，环肽DC646选择性地抑制了MASH小鼠肠道的FXR信号传导，但不影响肝脏中FXR信号传导。体内组织分布测试结构表明，环肽DC646具有良好的肠道靶向性，在肝脏中几乎检测不到。同时，与内源性肠道FXR拮抗剂GUDCA和FXR激动剂OCA相比，环肽DC646在缓解肝脏脂质代谢、炎症和纤维化方面具有更好的疗效 （Fig. 2） 。

为了深入研究DC646改善MASH的作用机制，作者在Fxr缺失的小鼠中进行了体内药效评估。结果发现，用DC646治疗野生型 （WT） 小鼠时观察到的谷丙转氨酶 （ALT） 水平下降和抗脂肪变性作用在Fxr缺失的小鼠中消失了，这表明DC646对脂肪变性和缓解MASH的作用是通过其特异性靶向肠道FXR介导的。同时，在高脂饮食 （HFD） 小鼠模型中，验证了环肽DC646通过抑制肠道FXR，减少肠源性神经酰胺生成，并诱导GLP-1表达水平的增加，这些发现进一步阐明了DC646对MAFLD的有益机制。此外，亚急性毒性实验结果表明DC646可耐受剂量比最小有效剂量高20倍 （200 mg/kg） ，表明其具有良好的安全性。

MASH-improving effect of DC646 depends on FXR.

综上所述，这项研究开发出了一种以肠道FXR为靶点针对FXR与激活因子相互作用的新型环肽拮抗剂，可用于MASH的机理探索和治疗，并具有良好的安全。这项工作不仅揭示了肠靶向FXR拮抗剂作为MASH治疗策略的潜力，还发现了FXR拮抗剂的新结合位点。

国科大杭州高等研究院博士后李亚洲、上海药物所与复旦大学联合培养博士生焦廷颖、上海药物所研究员程曦为本文共同第一作者，上海药物所柳红研究员、谢岑研究员和临港实验室王江研究员为本文共同通讯作者。特别感谢上海药物所徐华强研究员与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心李伯良研究员提供的指导和帮助。

https://doi.org/10.1093/lifemeta/loaf004

制版人：十一

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