东沙珊瑚共附生菌中程序性细胞坏死抑制剂的发现及靶点研究

Necroptosis plays a crucial role in pathophysiological processes of multiple diseases, including ischemic injury, neurodegenerative diseases, cancer, virus infections, immune diseases, which is currently the hot-spot field of cell death research. The necroptosis inhibitors are mainly derived from clinical approved drugs and commercialized bioactive compounds, which have several disadvantages including poor target selectivity, high toxicity and poor druggability. The present research aims to discover necroptosis inhibitors from the Dongsha coral-associated microorganisms using necroptotic-based models. Focusing on the key scientific problems of bioactive compounds and the target identification in marine drug discovery, we would perform the target research of necroptosis in terms of three aspects: 1) screen three classical necroptosis targets (RIPK1, RIPK3, and MLKL), 2) identify targets from the known protein database by inverse virtual screening and 3) identify novel targets by molecular probe labeling. This research is the first systematic screening of anti-necroptosis inhibitors from coral-associated microorganisms, and the attempt to screen their targets of the anti-necroptosis inhibitors. The implementation of this program would expect the discovery of new type of anti-necroptosis inhibitors from marine sources. The research is of great significance to the target research of necroptosis and marine resource development.

程序性细胞坏死在缺血性损伤、神经退行性疾病、恶性肿瘤、病毒感染和免疫性疾病等疾病的病理生理过程中起重要作用，是当前细胞死亡领域研究热点。现有抑制剂集中在临床药物及商业化活性物再挖掘，存在靶点选择性弱、毒性大、成药性差等缺点。本研究拟以东沙珊瑚共附生微生物为研究对象，以程序性细胞坏死为筛选模型，围绕“活性化合物及靶点研究”这一关键科学问题，开展抑制剂的发现，从三个层面开展程序性细胞坏死作用靶点研究（筛选3个经典坏死靶点RIPK1、RIPK3、MLKL，反向虚拟筛选已有蛋白、分子探针标记未知蛋白）。本研究是首次对珊瑚共附生微生物中抗程序性坏死抑制剂进行系统筛选，尝试开展海洋天然产物的程序性坏死靶点研究，期望发现海洋来源的新型抗程序性细胞坏死抑制剂，对于程序性坏死靶点研究及海洋生物资源的开发均有重要意义。

发现程序性细胞坏死的小分子抑制剂对于程序性细胞坏死相关疾病的临床治疗具有十分重要的意义。程序性细胞坏死在缺血性损伤、神经退行性疾病、恶性肿瘤、病毒感染和免疫性疾病等疾病的病理生理过程中起重要作用，是当前细胞死亡领域研究热点。现有抑制剂存在靶点选择性弱、毒性大、成药性差等缺点。本项目以东沙珊瑚共附生微生物为研究对象，针对程序性细胞坏死抑制剂不足的问题，首次基于海洋微生物开展程序性细胞坏死抑制剂的发现工作。本项目通过对活性提取物进行定向分离、结构鉴定、活性化合物筛选、靶点研究及生物学验证，从东沙珊瑚共附生菌中发现一类新型程序性细胞坏死抑制剂，揭示了该抑制剂的作用机制和靶点，并发现该类抑制剂具有治疗腹主动脉瘤等炎症性疾病的潜力，为程序性细胞坏死抑制剂的研究提供了新型先导化合物；通过初步构效关系研究，获得一系列程序性细胞坏死抑制活性的衍生物；建立了海洋程序性细胞坏死抑制剂发现的策略，通过该策略，还发现了另一类天然程序性细胞坏死抑制剂CDDO，并通过结构优化获得了活性更好的衍生物，该类化合物对脑缺血再灌注损伤具有显著保护作用。本项目为新型程序性细胞坏死抑制剂的研究提供了天然先导化合物，建立了海洋程序性细胞坏死抑制剂研究策略和关键技术，为开发程序性细胞坏死相关疾病创新海洋药物及海洋生物资源的开发奠定了基础。