源井KO细胞助力发现新型TNFR1肽类抑制剂—FKC肽

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发布日期:2024年06月06日
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源井KO细胞助力发现新型TNFR1肽类抑制剂—FKC

源井KO细胞助力发现新型TNFR1肽类抑制剂—FKC肽

前言

肿瘤坏死因子TNF是一种重要的炎症反应调节因子,然而,TNF的过度产生或异常活性可能导致一系列自身免疫疾病。目前针对TNF的疗法虽然有效,但存在一些缺点。这些治疗方法成本高昂,而且可能会引起严重的不良副作用。因此,特异性地靶向其受体TNFR1而不是TNF,可能是一种更有效且副作用更小的治疗策略

近日,Chih Hung Lo团队PNAS杂志(IF=11.1)上发表了题为“Peptide-based allosteric inhibitor targets TNFR1 conformationally active region and disables receptor–ligand signaling complex”的研究论文。该研究发现FKC作为一种变构抑制剂,通过结合TNFR1并扰乱受体的构象动态,而不是通过阻断受体-配体相互作用或破坏受体-受体相互作用,实现了对TNFR1信号的抑制。这种机制为开发新型非竞争性抑制剂提供了新的视角,并为针对TNFR1的特异性抑制开辟了新的途径。该研究采用源井生物提供的TNFR1基因敲除HEK293细胞研究FKC肽对TNFR1信号通路的特异性影响。

FKC肽TNFR1的相互作用及受体构象变化

研究者发现FKC肽(FKCRRWQWRMKK)能够与TNFR1相互作用,并诱导受体的构象变化。通过使用TNFR1FRET(荧光共振能量转移)生物传感器,研究者观察到FKC肽以剂量依赖性方式降低了FRET效率,表明FKC改变了TNFR1的构象状态。FKC肽对TNFR1TNFR2同源体没有影响,表明FKC肽与TNFR1的相互作用具有特异性。

FKC肽抑制TNFR1信号传导的特异性

FKC肽在HEK293细胞中以剂量依赖性方式抑制了TNF诱导的IκBα磷酸化、降解以及NF-κB成分p65的磷酸化,这些都是TNFR1信号通路的关键步骤。使用荧光素酶报告基因分析,FKC肽抑制了TNF诱导的NF-κB激活,半抑制浓度(IC50)为27 µM。在TNFR1基因敲除HEK293细胞由源井生物构建中,FKC肽不影响基础NF-κB活性,证明了FKC肽对TNFR1信号通路的特异性抑制作用。FKC肽以受体特异性的方式抑制TNFR1信号通路

1 FKC肽以受体特异性的方式抑制TNFR1信号通路。

FKC肽在体内减轻炎症的效果

研究者使用腹腔注射TNF的小鼠模型来模拟炎症反应,并评估FKC肽的效果。FKC肽治疗能显著降低TNF诱导的多种炎症因子(如TNFMCP-1IFN-γIL-1αIL-1βIL-6)在小鼠血浆中的水平。FKC肽减少了TNF诱导的肝脏、肾脏和肺中CD68阳性细胞的数量,表明其减轻了巨噬细胞的激活。 

FKC肽靶向TNFR1的构象活性区域并扰乱受体动态

研究者使用计算方法确定FKC肽与TNFR1的结合位点,发现FKC肽稳定地结合在TNFR1二聚体的CRD2/3附近,这是受体的构象活性区域。FKC肽的结合减少了TNFR1CRD2/3CRD4结构域的动态变化,导致受体采取开放和非活性的构象,阻碍了下游信号分子的招募。

FKC肽的变构抑制机制

FKC肽作为变构抑制剂,不通过阻断配体结合或破坏受体间相互作用来发挥作用。受FKC肽甚至能够防止其他小分子(如Zafirlukast)破坏TNFR1的受体间相互作用。

机理示意图 

2 机理示意图

结论

研究结果表明,FKC肽通过特异性靶向TNFR1的构象活性区域,以非竞争性的方式抑制TNFR1信号传导,减轻炎症反应。项研究提供了针对TNFR1构象活性区域靶向治疗的可行性证据,并为开发更有效、成本更低的TNFR1抑制剂提供了新的方向。

参考文献:

Zeng, Jialiu et al. “Peptide-based allosteric inhibitor targets TNFR1 conformationally active region and disables receptor-ligand signaling complex.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 121,14 (2024): e2308132121.

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