自身免疫性疾病患者的福音！新型蛋白降解变构诱导剂feeblin，可有效阻断炎症信号通路

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自身免疫性疾病 是一系列由于机体对自身抗原产生免疫反应，而引发自身组织损伤所导致的疾病（如系统性红斑狼疮、银屑病、类风湿关节炎等），其发生往往与先天免疫系统 病原体识别途径 的失调有着密切的关系。所涉及的分子网络极为复杂，对于途径的确定和疾病的特异性治疗提出了巨大的挑战。

2023 年 10 月 20 日，来自奥地利维也纳医科大学的研究团队在 Nature Communications 上发文 A conformation-locking inhibitor of SLC15A4 with TASL proteostatic anti-inflammatory activity ，筛选得到一种特异性阻断自身免疫性疾病相关促炎信号通路的蛋白降解变构诱导剂 feeblin ，为系统性红斑狼疮 ( systemic lupus erythematosus，SLE ) 及相关疾病抗炎药物的开发奠定了理论基础。

在人体启动保护性先天免疫反应的过程中，模式识别受体对病原体来源的核酸的识别 是十分关键的步骤。在整个过程中内源性配体或是关键调节成分的突变导致这些途径的异常激活就会导致过度反应，从而引起多种自身免疫性疾病。

先前的研究发现，内溶酶体 Toll 样受体 ( TLR ) 对核酸的识别与 SLE 以及相关疾病的发病密切相关[1] 。而溶酶体溶质载体 SLC15A4 和 转录因子 IRF5 是 TLRs 所介导的疾病发展所必须的下游因子。

通过研究 SLC15A4 的参与机制，作者发现 由 SLE 相关基因（之前称为 CXorf21 ）编码的蛋白质 TASL ( TLR adaptor interacting with SLC15A4 on the lysosome ) ，是 IRF5 激活所必需的相互作用因子。通过 C 端的 pLxIS 基序，TASL 作为信号适配器，可以介导 IRF5 的募集 ，与 IRF3 的三个关键免疫适配器 MAVS、STING 和 TRIF 类似。通过干扰 SLC15A4-TASL 复合物的形成可以阻断 TLR 诱导的 IRF5 激活[2]，提示了我们 靶向 TASL 是一种高效且高特异性阻断该通路的方案。

▲  SLC15A4-TASL 结合界面和 TASL 稳定性药物筛选

因为 TASL 受 SLC15A4 的蛋白抑制作用调控，因此，仅干扰复合物的形成就能有效降解TASL蛋白。利用这一特性，作者在分析了 SLC15A4 - TASL 复合物的结合模型后，基于两个特征：

(i) 存在对于复合物形成至关重要的潜在可成药结合界面

(ii) 未结合的 TASL  处于不稳定状态，会迅速降解

利用  SLC15A4  和 TASL 之间的蛋白质静态关系设计了一种基于图像的检测方法来监测相互作用，以筛选到可以诱导目标蛋白降解的化学小分子。

通过构建 C 端带有 GFP  标记以及 P2A 自裂解肽和 mCherry 的 TASL 报告基因，可以检测细胞中 GFP 与 mCherry 荧光强度的比例来反应 TASL-GFP  蛋白的稳定性。在筛选了 86,727 个小分子的多样性文库后，筛选到 154 种促进 TASL 蛋白降解的化合物（GFP/mCherry 比率降低 > 15% ，且总 GFP 信号降低 > 5%），并挑选了 12 种化合物进行进一步分析。

鉴定得到 化合物 C5 在对 IRF5 的特异性抑制、动力学特征以及效力方面都具有较大的优势。C5 分子结构细长，由芳香族 2 -（4 -乙氧苯基）-喹啉基团、酰胺键和脂肪族 2 -甲基- 1 -丙基哌啶组成。

▲ 鉴定 C5 作为 IRF5 通路特异性抑制剂

在细胞实验中，C5 处理可以使得 CAL-1 和 THP1 两种细胞中 TASL 蛋白水平呈剂量依赖性降低，并且对内源性 SLC15A4 没有显著影响。在使用 TLR7/8 激动剂  R848 刺激 IRF5 和 NF-κB 通路后，观察到 C5 显著抑制了两种细胞中 IRF5 的激活，且对 NF-κB 或 MAPK 通路影响不明显，表现出很强的选择性。

这种抑制作用是由于 C5 可以与 SLC15A5 结合，并将其稳定在溶酶体向外开放的构象，而 TASL 与 SLC15A5 的结合需要其保持在向内开发的构象。因此 C5 的参与特异性的阻止了 SLC15A5 与 TASL 的结合，使得游离状态的 TASL 迅速降解，从而物理阻断了该条信号通路。化合物 C5 作为促进目标蛋白降解的变构诱导剂，在其中起到模拟 SLC15A5 功能丧失的功能，因此被作者命名为 feeblin 。

▲C5 将 SLC15A4 锁定在向外开放的 TASL 结合无能构象中

总结

综上，本研究通过筛选得到了一种蛋白降解变构诱导剂 feeblin ，通过变构性结合阻断自身免疫性疾病中病原体核酸识别相关重要的信号通路，为 SLE 护相关疾病潜在抗炎药物提供了理论基础，让我们一起期待后续的药物研发工作吧~

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参考文献：

[1] Brown GJ, Cañete PF, Wang H, et al. TLR7 gain-of-function genetic variation causes human lupus. Nature. 2022;605(7909):349-356. doi:10.1038/s41586-022-04642-z

[2]Heinz LX, Lee J, Kapoor U, et al. TASL is the SLC15A4-associated adaptor for IRF5 activation by TLR7-9. Nature. 2020;581(7808):316-322. doi:10.1038/s41586-020-2282-0

[3]Boeszoermenyi A, Bernaleau L, Chen X, et al. A conformation-locking inhibitor of SLC15A4 with TASL proteostatic anti-inflammatory activity. Nat Commun. 2023;14(1):6626. Published 2023 Oct 20. doi:10.1038/s41467-023-42070-3

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