含有Michael受体的类天然产物库的构建及抗败血症活性研究

Sepsis is considered as the most serious infectious disease with high mortality, and effective clinical treatments including medicines are urgent. Our previous studies showed that ONTD with a Michael receptor moiety could effectively inhibit LPS-induced septic shock in mice by inhibiting LPS-induced NF-κB and MAPK signaling pathways, depressing the expression of some pro-inflammatory cytokines, COX-2 and iNOS, and significantly decreasing the release of NO and ROS. In this regard, this project will: 1) study the effect of ONTD on the upstream proteins in NF-κB and MAPK signaling pathways and Keap1-Nrf2-ARE signaling pathway by ELISA, RT-PCR, Western Blot and other molecular biology techniques; 2) reveal the targets of ONTD by exploring the combining mode of ONTD and Keap1protei via UV and dialysis based assays; 3) built up a new class of natural products library containing Michael acceptor moieties guided by the QSAR obtaining previously, and 4) conduct the anti-septic activity studies in vitro and in vivo, investigate the molecular mechanism of action, finding a promising anti-sepsis agent with regulation of multiple pathogenic factors for the further pre-clinical studies.

败血症是临床上已知的最严重的高死亡率感染性疾病，目前仍然缺乏有效的治疗药物。我们在前期研究中发现，含有Michael受体的ONTD可通过阻断LPS激活的NF-κB和MAPK信号通路，抑制一系列促炎细胞因子、COX-2、iNOS的过度表达和NO、ROS的大量释放，从而显著提高LPS诱导的败血症休克小鼠的存活率。在此基础上，本项目拟采用ELISA、RT-PCR、Western Blot等分子生物学技术，开展ONTD对NF-κB和MAPK信号通路上游蛋白和Keap1-Nrf2-ARE信号通路作用的研究，并采用紫外吸收光谱法和透析法探索ONTD与Keap1蛋白的作用方式，以期发现ONTD的作用靶点，进一步阐明其作用机制；同时利用前期获得的构效关系指导新的含有Michael受体的类天然产物库的构建，并开展体外活性筛选、体内抗败血症评价及机制研究，旨在发现一类对多个致病因子具有调控作用的抗败血症药物。

败血症是临床上已知的最严重的高死亡率感染性疾病，目前仍然缺乏有效的治疗药物，因此深受人们的关注。研究表明，大约90%败血症是由革兰氏阳性球菌和革兰氏阴性杆菌感染所引起。目前已知内毒素（又称脂多糖，LPS）是革兰氏阴性杆菌引发败血症的核心致病因素。LPS主要通过激活Toll样受体-4（TLR-4）介导的NF-κB和MAPK信号通路，从而诱导炎性介质iNOS、COX-2以及促炎细胞因子等多个致病因子的过度释放，从而导致全身性炎性反应，甚至产生败血症。为此，我们利用在天然产物引入Michael受体的策略，设计并构建了基于甘草次酸、薯蓣皂素、澳洲茄胺和熊去氧胆酸的类天然产物库，从中获得了一些具有抗炎和抗败血症活性的化合物。研究结果表明，大部分目标化合物的抗炎活性优于各自的先导化合物，说明我们这种基于Michael受体改造天然产物的策略是合理可行的。进一步研究表明，这些化合物能有效地抑制多种炎性介质（包括iNOS和COX-2）和促炎细胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）的过度表达，而且能够显著降低LPS诱导的小鼠感染性休克的死亡率，因此有望开发成为能够解决临床中败血症涉及的多个致病因子的有效治疗药物。作用机制研究表明，这些化合物主要通过阻断LPS激活的NF-κB和MAPK两条信号通路，从而抑制炎性介质COX-2和iNOS和促炎细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的过表达，进而发挥其多重抗炎和抗败血症作用。本项目的实施为进一步研发抗败血症药物奠定了基础，同时也为天然产物的结构改造提供了技术指导和理论依据。本项目申请了3项发明专利，其中2项已获得授权。发表了12篇科研论文，其中6篇影响因子>4.5。培养了2名硕士研究生、1名博士研究生和1名青年教师。