高迁移率族蛋白B1(HMGB1)释放到细胞外后会激活TLR4和RAGE等受体,加剧脓毒症和类风湿关节炎等疾病的炎症损伤,但直接靶向它而不干扰其核内功能一直是个难题。2026年7月25日,中国科学院杭州医学研究所谭蔚泓院士和渠凤丽研究员团队在《Cell Chemical Biology》发表论文,报道了他们通过蛋白SELEX技术筛选并截短优化得到的一段DNA适配体ZH-1a,该适配体以2.1纳摩尔的解离常数结合HMGB1,并选择性中和其促炎的B-box结构域,在多种动物模型中显示出治疗潜力。
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研究团队先是用重组HMGB1蛋白进行体外筛选,经过八轮富集后从高通量测序结果中挑出候选适配体ZH-1,它在流式细胞术和表面等离子体共振测试中表现出36.3纳摩尔的亲和力。为了提升结合强度并降低合成成本,他们又设计了五个截短变体,其中ZH-1a保留了母体分子的核心茎环结构,但去掉了两端非必需序列,结合亲和力跃升到2.1纳摩尔,而继续截短的ZH-1b和ZH-1c的亲和力则分别掉到115和120纳摩尔,更短的ZH-1d和ZH-1e完全失去了结合能力。这些结果说明ZH-1a之所以性能出众,靠的是它刚好保住了那个关键的二级结构框架。
为了搞清楚ZH-1a究竟贴在HMGB1的哪个部位,研究团队表达了A-box、B-box、C-端酸性尾以及AB、AC、BC等组合片段,通过pull-down实验发现ZH-1a对含B-box的片段回收效率最高,尤其偏爱单独的B结构域。他们接着用Rosetta做分子对接,预测出35个HMGB1残基和24个核苷酸参与了复合物形成,结合能低至负31.91千卡每摩尔,其中第89位苯丙氨酸、96和97位赖/精氨酸以及103位苯丙氨酸贡献最大。当团队把这些残基逐个突变成丙氨酸后,第97位精氨酸的替换几乎彻底摧毁了ZH-1a的结合,而其他单突变只造成部分减弱,双突变和三突变实验进一步证实了该位点的关键作用。
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在细胞实验中,ZH-1a能阻止HMGB1与巨噬细胞表面的TLR4和RAGE发生共定位,并抑制下游NF-κB信号通路中p65和IκBα的磷酸化,从而减少肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6的释放。用脂多糖刺激RAW264.7细胞时,ZH-1a只在刺激16小时后才显著降低炎症因子水平,前8小时内几乎没有影响,同时它也不干扰HMGB1自身的分泌,这说明药物是在细胞外中和了已经释放出来的HMGB1,而不是阻断其产生。在小鼠内毒素血症模型里,ZH-1a从给药后36小时开始才明显降低血清中的炎症因子,并减轻了肺、肝、肾的病理损伤,而在盲肠结扎穿孔的脓毒症模型中也提高了动物的存活率。在胶原诱导的关节炎模型中,ZH-1a单用的疗效与一线药物甲氨蝶呤相当,两者联用则进一步降低了临床评分、关节厚度和血清细胞因子水平,组织染色也显示联用组滑膜炎症和软骨侵蚀最轻,且主要器官未见毒性改变。
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