徐葉青 劉菲焱 黃海華 花修凱 朱淼

摘 要：腫瘤壞死因子（TNF）是一種具有多種生物學(xué)活性的細(xì)胞因子，其過(guò)表達(dá)與多種疾病有關(guān)。目前，TNF已成為一種治療炎癥疾病極具吸引力的藥物作用靶點(diǎn)。綜述TNF小分子抑制劑的研究現(xiàn)狀，旨在為TNF新型小分子抑制劑的設(shè)計(jì)和研究提供參考。

關(guān)鍵詞：腫瘤壞死因子;小分子抑制劑;作用機(jī)理

1?腫瘤壞死因子小分子抑制劑研究背景

腫瘤壞死因子（Tumor Necrosis Factor，TNF）是一種具有多種生物學(xué)活性的細(xì)胞因子，主要源于單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞[1]，在免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)、T細(xì)胞介導(dǎo)的組織損傷、慢性炎癥的發(fā)生發(fā)展等方面具有重要作用[2]。正常水平的TNF-α可以參與抵抗細(xì)菌、病毒和寄生蟲的感染，促進(jìn)組織修復(fù)，引起腫瘤細(xì)胞凋亡等。然而，TNF-α在體內(nèi)的大量產(chǎn)生和釋放會(huì)破壞機(jī)體的免疫平衡，并引發(fā)多種疾病，包括多發(fā)性硬化癥、敗血性休克、惡質(zhì)病、哮喘以及自體免疫疾病等。

TNF-α的多種生物學(xué)活性都是通過(guò)兩個(gè)不同的細(xì)胞表面特異受體（TNFR）介導(dǎo)的，且TNFR1和TNFR2產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路并不完全相同[3]。因此，應(yīng)用拮抗劑或者抑制劑降低患者體內(nèi)的TNF-α水平或抑制其與TNFR的結(jié)合，已經(jīng)成為一種臨床上治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、節(jié)段性腸炎、強(qiáng)直性脊柱炎、銀屑病關(guān)節(jié)炎等TNF過(guò)度表達(dá)引起的相關(guān)疾病的主要途徑。

目前出現(xiàn)的TNF-α抑制劑主要抑制TNF-α與受體TNFR1之間的結(jié)合，通過(guò)破壞兩者之間的信號(hào)傳導(dǎo)，最終抑制TNF-α過(guò)度表達(dá)所引發(fā)的一系列疾病，主要包括合成抗體、合成小分子、天然產(chǎn)物、金屬和多肽抑制劑[4]。不同的抑制劑作用時(shí)機(jī)理并不相同。本綜述主要從抑制機(jī)理的角度對(duì)TNF抑制劑進(jìn)行分類總結(jié)。

2?TNF抑制劑的作用機(jī)理

2.1? 與TNF結(jié)合發(fā)揮抑制作用

Grazioli等[5]發(fā)現(xiàn)蘇拉明對(duì)TNF與其受體之間的相互作用起到抑制作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明蘇拉明的抑制機(jī)理與解聚TNF三聚體有關(guān)。后續(xù)結(jié)果表明了蘇拉明分子中的3個(gè)結(jié)構(gòu)特征（6個(gè)磺酸基團(tuán)、29.4?的分子長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)對(duì)稱性）對(duì)TNF影響的重要性。Mancini等[6]在Grazioli等[5]的工作基礎(chǔ)上，選擇了一系列與蘇拉明結(jié)構(gòu)類似的化合物并測(cè)試了對(duì)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?TNF-TNFR1相互作用的抑制效果，最終得到了兩種有效的化合物，分別為錐蟲藍(lán)和伊文思藍(lán)，這兩種化合物同時(shí)具備蘇拉明的3種結(jié)構(gòu)特征。Aeg103B、Tyr119C和Lys98B 3個(gè)氨基酸殘基是3種活性抑制劑與TNF共同的作用位點(diǎn)，且這? ? ? ? ? ? ?3個(gè)氨基酸殘基在TNF三聚體締合時(shí)發(fā)揮了重要的作用[7]。近年來(lái)，通過(guò)生物模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了許多可能是通過(guò)破壞TNF三聚體發(fā)揮作用的抑制劑，如SPD305[8]、天然抑制劑皂苷[9]等。蘇拉明為這部分抑制劑的機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。

Leung等[10]選擇過(guò)渡金屬銥（Ⅲ）復(fù)合物作為TNF-α的抑制劑，分子模擬結(jié)果表明該金屬?gòu)?fù)合物的作用模式與SPD305類似，通過(guò)疏水作用與TNF二聚體結(jié)合。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，該金屬抑制劑對(duì)TNF-α的抑制效果優(yōu)于SPD305。這是首次關(guān)于TNF-α金屬抑制劑的報(bào)道。

北京大學(xué)來(lái)魯華課題組[11-12]通過(guò)計(jì)算確定了α螺旋多肽與TNF二聚體的結(jié)合位點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了α螺旋多肽DLH08。結(jié)果顯示，DLH08可以通過(guò)與二聚體結(jié)合阻止三聚體的形成，從而抑制其生物活性。

2.2? 與TNFR結(jié)合發(fā)揮抑制作用

Carter等[13]通過(guò)TNF/TNFR1結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)篩選，發(fā)現(xiàn)了一系列含有羅丹寧雜環(huán)結(jié)構(gòu)的分子。其中，最佳抑制劑IW927可抑制TNF-TNFR1的相互作用，并可抑制Ramos細(xì)胞中TNF引起的Ik-B磷酸化。此外，該化合物對(duì)TNFR1的選擇性是TNFR2或CD40的2 000倍，首次確定抑制劑結(jié)合TNFR1而不是TNF。他們認(rèn)為，抑制劑以較弱且可逆的作用力與TNFR1結(jié)合，然后共價(jià)結(jié)合到TNFR1上，形成了明顯的高結(jié)合親和力。結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，抑制劑與TNFR1的Phe60、Thr61、Leu67和Leu71氨基酸殘基形成了范德華作用力。TNFR1沒有發(fā)生大的結(jié)構(gòu)變化，推測(cè)該抑制劑是通過(guò)阻斷TNF與Ala62附近TNFR1區(qū)域的相互作用而起作用的。

3?結(jié)語(yǔ)

盡管對(duì)于TNF小分子抑制劑的報(bào)道較多，但是目前已經(jīng)進(jìn)入臨床應(yīng)用的TNF-α小分子抑制劑甚少。眾所周知，受體結(jié)合通常以其大而平坦的表面為特征，表面有許多氨基酸參與復(fù)雜多樣的相互作用。一般的小分子抑制劑體積較小，與TNF-α的作用方式單一，親和力差，很難發(fā)揮作用。因此，TNF-α小分子抑制劑只有具備一定的疏水性并且體積足夠大，才能與TNF作用，從而阻止與第三個(gè)單體結(jié)合，形成具有生物活性的三聚體或者分解已經(jīng)形成的三聚體結(jié)構(gòu)，這應(yīng)該是小分子抑制劑的發(fā)展趨勢(shì)。

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