论文部分内容阅读
Ⅰ型干扰素(IFN-α/β)广泛应用于临床,它通过激活JAK-STAT信号通路在抗病毒、抗肿瘤及免疫调节中发挥作用,其信号过程的诸多调控机制并不明了。另一方面,Ⅰ型干扰素作为蛋白质药物存在固有缺点和副作用。因此,发现具有调控干扰素JAK-STAT途径的化学小分子对于深入理解干扰素的信号过程、研发新药、克服干扰素的缺点具有重要的意义。我们针对活性化合物的发现及其调控JAK-STAT信号通路的作用机制开展研究工作,主要结果如下:
1.筛选模型建立、样品筛选及构效关系
利用人肝癌HepG2细胞转染能够特异性识别Ⅰ型干扰素JAK-STAT信号通路激活的干扰素刺激反应元件(Interferonα-StimulatedResponseElement,ISRE)诱导的荧光素酶报告基因,建立了基于Ⅰ型干扰素JAK-STAT信号通路的细胞筛选模型;通过筛选由1431个天然产物或合成化学小分子构成的单体化合物库及包括936个植物和真菌的提取物,发现了包括木犀革素(Luteolin)、大黄素(Emodin)、洋芹素(Apigenin)、槲皮素(Quercetin)在内的数个化合物能够调控JAK-STAT信号通路并具有与干扰素类似的功能,即诱导抗病毒基因如25-OAS1和PKR的表达;针对活性较好但同时具有很强细胞毒性的GZH119系列化合物的构效关系研究发现,C2位-OH对活性的保留至关重要,C16位-OH,C25位-OAc对活性十分重要但同时导致细胞毒性急剧增加。
2.木犀草素与Ⅰ型干扰素协同作用及构效关系
许多黄酮类植物雌激素具有抗肿瘤、抗病毒的作用,已有报道主要是针对这类化合物的抗氧化能力或体外直接抑制病毒复制,而针对宿主特别是对JAK-STAT信号通路的调控探究有限。在筛选过程中我们发现木犀草素不但能够单独激活JAK-STAT信号通路而且对Ⅰ型干扰素诱导的JAK-STAT信号通路有显著的协同作用,能够显著增加干扰素诱导的JAK1、TYK2、STAT1和STAT2磷酸化并促进STAT1向细胞核内的转运,增效干扰素诱导的抗病毒基因25-OAS1和PKR的表达及抑制肿瘤细胞增殖:针对木犀草素与干扰素协同作用的构效关系研究发现,木犀草素A环5位和7位-OH被甲基或OCH3取代活性降低,B环3和4位-OH对活性无显著影响,C环α,β-不饱和酮对活性保持重要。
3.木犀草素对Ⅰ型干扰素的协同作用机制
针对木犀草素与Ⅰ型干扰素协同作用的机制研究发现,PDE抑制剂IBMX及同样能够引起细胞内cAMP浓度升高的腺苷酸环化酶激活剂Forskolin抑制了木犀草素与Ⅰ型干扰素的协同作用,进一步研究表明激活cAMP依赖的蛋白激酶PKA也能够抑制木犀草素与Ⅰ型干扰素的协同作用,而抑制PKA进一步增强了木犀草素与Ⅰ型干扰素的协同作用,说明cAMP-PKA负调控木犀草素与干扰素的协同作用;进一步研究发现木犀草素降低了细胞内cAMP浓度,证明木犀草素通过降低细胞内cAMP浓度抑制PKA激活进而减弱cAMP-PKA对Ⅰ型干扰素JAK-STAT信号通路的负调控,SHP-2和Rack1参与了cAMP-PKA对JAK-STAT的负调控机制。
总之,我们建立了基于Ⅰ型干扰素JAK-STAT信号通路的细胞筛选模型,发现了具有调控干扰素JAK-STAT信号通路的活性小分子,并以木犀草素为探针,发现了PDE和cAMP-PKA信号通路对JAK-STAT的负调控机制。