基于ALDOA介导自噬调控的LYG-202治疗肠炎的作用及机制研究

Currently, one of the most potential therapeutic strategies for colitis is to regulate the autophagy in intestinal mucosal cells, to maintain the function of intestinal mucosal barrier. However, there is no specific clinical therapy for targeting autophagy in colitis. It has been reported that flavonoids play an anti-inflammatory role in multiple aspects, which brings hope for the treatment of colitis. LYG-202 is a newly synthesized flavonoid compound. Previous studies have shown that LYG-202 significantly alleviate colitis, possibly by targeting Aldolase A (ALDOA), regulating glycolysis and then inducing intestinal mucosal autophagy. Up till now, studies on the mechanism of the induction of autophagy by LYG-202 in intestinal mucosal cells have not been reported. This project aims to study the therapeutic effects of LYG-202 on colitis by using multi-disciplinary methods, such as small molecule “target fishing” technology, computer molecular docking, proteomics, metabonomics and molecular biology, as well as IL-10 deficient mice, chemical-induced colitis model and microbial infection-induced colitis model. This study preliminarily illustrates the molecular mechanism of LYG-202 inducing intestinal mucosal autophagy through targeting ALDOA, providing new ideas and candidate compounds for clinical treatment of colitis.

调控肠黏膜细胞自噬，维持肠黏膜屏障功能，是当前极具潜力的肠道炎症治疗策略之一。但目前临床上没有针对自噬特异性治疗肠炎的药物。文献报道黄酮化合物能从多环节发挥抗炎作用，为肠炎的治疗带来希望。LYG-202是新合成的黄酮化合物，课题组前期研究表明，LYG-202能够显著缓解肠炎症状，且可能通过靶向调控果糖二磷酸醛缩酶（Aldolase A, ALDOA），调控糖酵解代谢，进而诱导肠黏膜细胞自噬，最终发挥治疗肠炎的作用。目前，关于其诱导肠黏膜细胞自噬的作用机制研究国内外文献未见报道。本项目旨在通过小分子垂钓技术、计算机分子对接、蛋白组学、代谢组学和分子生物学等多学科方法，并借助于IL-10基因缺失小鼠、化学诱导肠炎模型及微生物感染诱导肠炎模型来研究LYG-202对肠道炎症的治疗作用，并初步阐明LYG-202通过靶向调控ALDOA诱导肠黏膜自噬的分子机制，为肠炎的临床治疗提供新的思路和候选化合物。

NLRP3炎症小体的激活与肠道炎症的发生密切相关。诱导肠道细胞的自噬能从多方面缓解肠道炎症，但自噬调控NLRP3炎症小体激活的机制尚不清楚。本项目主要针对炎症反应中NLRP3炎症小体的激活这一重要分子事件，研究LYG-202对NLRP3炎症小体激活的影响，并探讨其可能机制。首先研究了LYG-202对NLRP3炎症小体的影响，通过构建体外实验模型发现LYG-202抑制了下游执行蛋白Caspase-1的活性并减少了炎症相关细胞因子IL-1β、P20的分泌，抑制了线粒体超氧化物的累积、mtDNA的释放以及线粒体的损伤，而增加了线粒体中的自噬相关蛋白LC3-II及P62的表达，从而抑制NLRP3炎症小体的激活。其次，进一步研究了LYG-202促进线粒体自噬进而抑制NLRP3炎症小体的机制。通过DARTS实验和LC-MS/MS发现LYG-202主要与ALDOA相互作用，同时通过CETSA和MST也证明了LYG-202可以与ALDOA蛋白结合。通过研究发现，LYG-202与ALDOA的结合，促进AMPK溶酶体超复合物的形成，进而激活AMPK信号通路，诱导线粒体自噬以减少线粒体超氧化物的累积，最终抑制NLRP3炎症小体的激活。最后，本项目研究了LYG-202对NLRP3炎症小体相关炎症模型的影响。通过构建DSS诱导的小鼠肠炎模型、Alum诱导的小鼠腹膜炎模型以及LPS/D-GAL诱导的小鼠急性肝炎模型，验证了LYG-202能够通过抑制NLRP3炎症小体的激活，改善小鼠体内炎症损伤。综上所述，此项目为研发新型抗炎药物提供新的研究思路和理论基础。