化学修饰核苷对TLR7/8识别配体RNA的影响

深入揭示Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）识别配体的发生机理，对合理开发应用免疫调理措施、有效治疗感染性疾病或自身免疫性疾病具有重要的指导意义。鉴于TLR7/8识别配体RNA的确切机理迄今未被阐明，本项目拟以此为突破口，结合某些反义寡核苷酸和小干扰RNA具有免疫调节作用的理论，在研究天然存在的核苷修饰对TLR7/8识别配体RNA影响的基础上，对非天然存在的核苷修饰对TLR7/8识别配体RNA的影响进行探讨，并进一步分析TLR7和TLR8识别配体RNA的异同以及不同种属TLR7/8识别配体RNA的差异。研究结果不仅较系统回答核苷化学修饰如何对TLR7/8识别配体RNA产生影响，且可推动并拓展TLRs和反义寡核苷酸、小干扰RNA药物的研究领域,为揭示TLRs识别配体RNA的分子机理、开发新型核酸药物提供一定的理论依据。

本项目以化学修饰核苷对不同种属TLR7/8识别核酸配体的影响、TLR7/8识别核酸配体的异同及其配体识别的分子机制为研究目标，采用化学合成、计算机模拟以及分子生物学等多学科交叉技术开展研究。首先系统分析了TLR在人体正常肾细胞HK-2和肾肿瘤细胞786-0中表达的差异，研究结果为研究肿瘤免疫与治疗提供一个新的方向，也为鉴定TLR7/8识别配体RNA的分子机理奠定基础。在以上研究基础上，合作单位北京大学合成了近30个化学修饰核苷，课题组完成了TLR7/8表达载体和核转录因子kappa B荧光素酶报告基因载体的构建，并将上述表达载体共转染到Cos-7或293T细胞中表达，分析不同化学修饰核苷处理细胞后，对人、鼠和猪TLR7/8识别配体的影响。结果发现2个化学修饰核苷能有效活化TLR8，且没有明显的人、鼠和猪等种属差异；其中1个化合物未能有效活化TLR7，表明TLR7和TLR8在识别配体方面存在一定的差异。在以上生物学结果的基础上，结合已经报道的已知TLR7和TLR8配体结构，课题组利用计算机模拟技术，分析了TLR7/8配体的关键药效特征，探讨其构效关系。结果发现，TLR7和TLR8配体结合位点关键氨基酸的不同是其识别配体方面存的差异的基础，结果同时发现，TLR7/8配体的关键药效团特征包括1个氢键受体、1个氢键给体和2个疏水特征，该结果不仅有助于阐明TLR7/8识别配体机制，也有助于发现和设计新的TLR7/8激动剂。目前，基于该药效团模型，课题组通过虚拟筛选技术已从天然产物化合物库中筛选获得了3个新型的TLR7激动剂。