最新研究成果

2024年12月5日，清华大学药学院刘刚课题组在Journal of Medicinal Chemistry杂志上发表了题为 “Selectively Antagonizing the NOD1-Mediated Inflammatory Signaling Pathway Mitigates the Gastric Inflammation Induced by Helicobacter pylori Infection” 的研究论文。本研究设计、合成了一类以2-氯喹唑啉酮为骨架的高活性、高选择性NOD1拮抗剂，可在体内外抑制炎症因子的表达与分泌，为幽门螺旋杆菌感染导致的胃炎的治疗奠定了基础。

幽门螺旋杆菌 (Helicobacter pylori，简称H. pylori) 感染是全世界最常见的慢性感染性疾病之一，容易在儿童时期定植于胃部。H. pylori附着于胃粘膜上，分泌的毒素破坏胃粘膜，会引发胃炎、消化性溃疡甚至胃癌。目前，感染H. Pylori的患者主要依赖以抗生素为主的杀菌药物治疗方案，由于耐药的原因，三联或四联疗法对幽门螺旋杆菌的根除率已显著下降。研究发现，有部分胃炎的患者总是不能被彻底治愈，原因是少部分幽门螺旋杆菌附着于胃黏膜上并且分泌毒素破坏胃粘膜，激活了胃上皮细胞和免疫细胞中的炎症信号通路，持续产生炎性细胞因子，并导致胃炎反复出现。因此，对控制其胃部炎性细胞因子的分泌、缓解胃炎症状是新的治疗方向。Nucleotide-binding oligomerization domain 1 (NOD1) 作为最重要的模式识别受体之一，NOD1可以识别并被H. pylori细胞壁中的肽聚糖 (PGN) 活化，从而激活RIP2/NF-κB和MAPK炎症信号通路，产生促炎性细胞因子及趋化因子。研究发现，H. pylori与多个细胞受体有相互作用，但NOD1是最主要的介导炎症的受体。为了保护正常的免疫功能，选择性拮抗NOD1介导的炎症信号通路理论上能抑制H. pylori感染导致的胃部炎症，从而阻止消化性溃疡、胃癌等疾病的发生，但目前并没有相关的研究被报道。

针对现有NOD1拮抗剂存在的活性不高、选择性差、代谢稳定性差、口服无效、对鼠源NOD1 (mNOD1)活性弱，不利于动物药效评价等成药性问题，刘刚课题组以喹唑啉酮骨架为起点，设计、合成了多种新型化合物。通过详细的构-效关系，构-代关系及构-毒关系研究确定了拮抗活性在皮摩尔水平且具有高选择性的化合物66（h/mNOD1, IC₅₀=0.8/32 nM）。

图1 构效关系

NOD1 下游分为以效应蛋白 RIP2 和 p65 等介导的 NF-κB 炎症信号通路和以效应蛋白 RIP2、ERK、p38 和 JNK 等介导的 MAPK 炎症信号通路。Western Blot实验结果显示（图2），66能显著抑制NOD1信号通路下游蛋白（p-RIP2, p-p65, p-p38, and p-JNK）的磷酸化。另外，CETSA实验显示化合物66可显著提高NOD1蛋白的热稳定性，表明66与NOD1有直接相互作用（图3）。

图 2 化合物66抑制NOD1信号通路

图 3 化合物66提高NOD1的热稳定性

NOD1 信号通路被激活后能引起 IL-6、TNF-α及CXCL1/8 等炎性细胞因子的表达和分泌。RT-qPCR实验结果显示化合物66可显著抑制由C12-iE-DAP及H. pylori刺激引起的免疫细胞（THP-1, BMDM）及胃上皮细胞（AGS）炎症因子的转录水平，说明66具有较好的体外抗炎效果（图4）。

图 4 化合物66体外抑制炎症因子的转录

为了评价化合物66体内抗炎效果，我们建立了由 C12-iE-DAP 刺激引起 NOD1信号通路激活的小鼠全身性炎症模型 ，以及由H. pylori感染引起的小鼠胃炎模型。实验结果显示，66通过口服给药可显著抑制小鼠血清KC水平以及胃组织KC、IL-6的分泌（图5）。

图 5 化合物66小鼠体内抗炎效果

本研究发现了新型、高活性和高选择性的NOD1拮抗剂，化合物66在细胞水平及小鼠体内展现了非常好的口服抗炎药效，同时本研究发现通过选择性拮抗NOD1炎症信号通路可抑制H. pylori感染引起的胃部炎症，为H. pylori感染引起的胃炎的治疗奠定了一定的基础。

清华大学药学院刘刚教授，中国医学科学院药物研究所马瑶博士为该论文的通讯作者，课题组博士后刘新华及博士生王聃为共同第一作者，课题组成员韦细端博士、杨丹也为课题研究做出了重要贡献。该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。