以CKLF1为新型药物靶标的发现及其抗缺血性损伤的系统性药理学研究

The inflammation induced by ischemia is a common pathological mechanism in many diseases. There is no ideal therapeutic method except for restoring the blood supply in the early stage. Therefore, new drug targets and screening systems are urgently needed. Inflammatory cell infiltration is one of the most important mechanisms to aggravate the inflammation. It will pave a new way for the treatment of ischemic injury if the migration of inflammatory cells to the lesion is blocked. CKLF1, a new chemokine first discovered by Chinese scientists, was specificly increased in the ischemic injury. And the ischemic injury was relieved by antagonizing the activity of CKLF1. Therefore, CKLF1 is a potential drug target. Moreover, the new compound IMM-H004 which was screened from our constructed screening system based on CKLF1 relieved the ischemic injury. However, as a new target there still need to reveal something about CKLF1 as followed: the biological basis of cell migration mediated by CKLF1 and its receptor; the construction of screening system for drug target detection based on cell migration; the binding sites of CKLF1 and candidate compounds using molecular docking method. The implementation of this project will be the first time to put forward the new drug target by our country in the world. This has great theoretical significance and application value in improving the level of science and technology, and developing the original drug.

缺血引发的炎症反应是许多疾病共有的病理机制，除超早期恢复血供外无理想的治疗方法，亟待寻求新的药物靶标及筛选体系。炎性细胞浸润是加重炎症反应的最重要的机制之一，如能阻断炎性细胞向病灶迁移，将为治疗缺血性损伤提供新的思路。CKLF1是由我国科学家首次发现的新趋化因子，特异性的在缺血性损伤中表达增加，拮抗其活性可缓解缺血性损伤，具备成为药物靶点的潜能，且用我们构建的以CKLF1为靶点的药物筛选体系获得的新型化合物IMM-H004，具有较好的改善缺血性损伤的作用。但CKLF1作为新靶点尚需完成以下系统性药理学研究：①揭明CKLF1及其受体介导细胞迁移的生物学基础；②构建以细胞迁移为检测目标的药物筛选体系；③采用分子对接等方法揭明候选化合物与CKLF1的分子结合位点。本项目的实施将对我国首次在国际上提出新型药物治疗靶点，提升我国科技水平，以及发展具有中国特色的原创药物具有重大的理论意义和应用价值。

CKLF1是我国科学家克隆发现的新型趋化因子，具有我国自主知识产权，本项目前期研究发现，CKLF1在健康成年脑内无表达，仅可经缺血性损伤诱导表达，但它是否可作为脑缺血的治疗靶点尚未揭明。围绕这一核心问题，本项目完成了两方面工作：（1）CKLF1作为脑卒中靶点的生物学验证及机制分析；① CKLF1单核苷酸位点突变可加重卒中后致残率，这一现象可能与IL-6升高有关；② CKLF1是加重缺血后病理损伤的危险因子。本项目发现提升脑内CKLF1含量可加重卒中后神经损伤和炎症反应，敲除CKLF1可缓解卒中后神经损伤和炎症反应。在CKLF1基因敲除小鼠脑内注射CKLF1可逆转CKLF1缺失发挥的保护作用。③ CKLF1来源于卒中后神经元。经不同类型神经细胞对比分析，发现CKLF1仅可在神经元内被诱导表达,其机制为缺血缺氧激活的NFκB通过与CKLF1启动子结合，启动CKLF1的转录。④ CKLF1是卒中后神经元-小胶质细胞相互作用的介导分子。缺血诱导的神经元条件培养基可诱导小胶质细胞释放炎症因子，而特异性敲除神经元CKLF1可缓解卒中后神经损伤，降低小胶质细胞激活现象。⑤ CKLF1升高现象在肺脏、心脏等多个器官的缺血性损伤中被发现，表明以CKLF1为靶点在缺血性疾病的具有广阔的治疗前景。（2）以CKLF1为靶点创新药物发现及治疗特色：① 本项目构建了以CKLF1为核心的药物筛选与评价技术体系，发现香豆素类化合物IMM-H004可与CKLF1发生直接相互作用，抑制CKLF1与其受体的结合，阻断下游信号通路，发挥脑卒中治疗作用。② 在药效研究中，IMM-H004治疗脑卒中的最低有效剂量低于依达拉奉，治疗时间窗长于溶栓药物，同时也发现IMM-H004在老年脑卒中、高血压高卒中等模型中均具有良好的治疗效果，可显著降低卒中后心肺并发症，有益于卒中患者的长期恢复。③ 敲除CKLF1可阻断IMM-H004的抗脑卒中功效，在体内证明CKLF1是IMM-H004的药物靶点。本项目从生物学和药理学的角度为CKLF1作为缺血性疾病的治疗靶点提供了科学依据，具有重要医学价值和转化前景。