Cinobufagin(华蟾酥毒基)靶向PDE4D破坏AD中成纤维细胞-树突状细胞互扰的新机制

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Advanced Science 14.1

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  本研究揭示了磷酸二酯酶4D(PDE4D)作为特应性皮炎(AD)炎症调控的关键靶点,并首次发现天然化合物cinobufagin通过直接结合PDE4D,上调cAMP/PKA/CREB信号通路,抑制MIF分泌,有效阻断成纤维细胞与树突状细胞(DCs)间的致病性串扰,为AD治疗提供了新型靶向策略。

  
scRNA-seq揭示AD皮肤微环境中MIF通路的核心作用
通过分析单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据(GSE147424),研究团队发现AD患者皮损组织中巨噬细胞移动抑制因子(MIF)信号通路显著激活,其中炎症性成纤维细胞是介导MIF与髓系细胞互动的关键细胞亚群。UMAP聚类分析将细胞分为13个亚群,包括成纤维细胞、炎症性成纤维细胞、T细胞、髓系细胞等。进一步细胞互作网络分析显示,MIF通路在AD皮损中具有最强的 outgoing/incoming 信号强度,且炎症性成纤维细胞通过分泌MIF,结合髓系细胞表面的CD74/CD44受体复合物,特别是LAMP3+树突状细胞(DCs),驱动免疫细胞活化与炎症应答。
Bufadienolides化合物抑制MIF通路的发现
研究团队对1191种天然小分子化合物进行筛选,发现蟾蜍来源的bufadienolides类化合物——resibufogenin与cinobufagin——能显著抑制IL-4诱导的炎症性成纤维细胞中MifCcl5Cxcr4等MIF通路相关基因的表达。其中cinobufagin抑制效果尤为显著。在此基础上,研究人员开发了bufadienolides膜剂,并在金黄色葡萄球菌感染的兔模型中验证了其改善皮肤红斑、减少表皮增厚和炎症细胞浸润的效果。
Cinobufagin显著改善MC-903诱导的小鼠AD模型
在MC-903诱导的小鼠AD模型中,cinobufagin口服给药能明显减轻耳部红肿、鳞屑和表皮增厚,降低血清中TSLP和IgE水平,并抑制耳组织中Th2型细胞因子表达。组织病理学显示炎症细胞浸润显著减少。值得注意的是,cinobufagin在发挥治疗作用的浓度下(100 ng·mL?1)未显现细胞毒性,10 mg·kg?1的连续口服给药也未引起系统性毒性反应,表现出良好的安全性。
PDE4D是cinobufagin的直接作用靶点
通过靶点色谱共洗脱鉴定技术(TICC),研究团队在pH 7.8和pH 5.0两种条件下筛选出22个cinobufagin潜在结合蛋白,其中PDE4D在AD皮损组织中表达显著上调。细胞热转移实验(CETSA)、药物亲和反应靶点稳定性试验(DARTS)、超滤质谱和分子对接结果一致表明,cinobufagin可直接结合PDE4D,增强其热稳定性及抗蛋白酶解能力。
Cinobufagin通过抑制PDE4D调控cAMP/MIF轴
PDE4D作为cAMP特异性水解酶,其抑制可导致细胞内cAMP水平升高。研究发现,cinobufagin处理能剂量依赖性地降低PDE4D蛋白表达、提升cAMP浓度、抑制MIF分泌。与已知PDE4抑制剂(zatolmilast、roflumilast)相比,cinobufagin对PDE4D的抑制作用和后续cAMP升高及MIF降低效应更为显著。在Pde4d敲低或过表达的成纤维细胞中,上述效应得到进一步验证,确认PDE4D对MIF表达具有正向调控作用。
cAMP/PKA/CREB通路介导cinobufagin调控的细胞互作破坏
研究表明,cAMP激动剂forskolin可抑制MIF分泌,而抑制剂SQ22536则促进其分泌。cinobufagin处理能显著增加CREB磷酸化(p-CREB)水平,且该效应可被PKA抑制剂H-89逆转。在成纤维细胞与骨髓来源树突状细胞(BMDCs)共培养体系中,cinobufagen或forskolin处理可降低BMDCs表面MHC IIhigh表达,而SQ22536则促进该表型——表明cinobufagin通过cAMP/PKA/CREB通路抑制DC活化,破坏成纤维细胞-DC间免疫串扰。
PDE4D基因敲除模拟cinobufagin的治疗效果
Pde4d?/?小鼠中,MC-903诱导的AD表型显著减轻,包括耳部肿胀减轻、炎症细胞浸润减少、血清TSLP/IgE水平下降以及耳组织Th2细胞因子表达下调。值得注意的是,cinobufagin对Pde4d?/?小鼠未能进一步改善AD症状,证明其疗效依赖于PDE4D的存在,且PDE4D是其主要作用靶点。
讨论与展望
该研究不仅确立了PDE4D作为AD炎症调控的关键靶点,还首次发现蟾酥活性成分cinobufagin作为一种高效且特异性强的PDE4D抑制剂,通过调控cAMP/PKA/CREB/MIF轴,破坏成纤维细胞与DCs间的致病性交互,从而显著缓解AD症状。这一发现为开发天然来源的AD治疗药物提供了坚实理论基础和实验依据,也为针对PDE4D的靶向治疗策略开辟了新方向。
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