《International Immunopharmacology》：DXFD-1 alleviates DSS-induced ulcerative colitis by targeting NF-κB and Nrf2 signaling
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溃疡性结肠炎（UC）的病理机制涉及NF-κB和Nrf2信号通路，而传统药物存在副作用。本研究发现新型H?S释放化合物DXFD-1通过抑制NF-κB信号通路并激活Nrf2通路，减少TNF-α、IL-6等炎症因子，提升SOD和GSH-PX活性，降低ROS和MDA水平，有效改善UC模型小鼠及体外细胞的炎症和氧化应激。
李赛|傅新宇|程成|赵玉凯|吴婷|徐广林
中国南京师范大学生命科学学院，南京鼓楼医院生命与健康研究中心，南京210046
摘要
溃疡性结肠炎（UC）是最常见的肠道疾病之一，其病理机制复杂，涉及多种细胞信号通路。其中，NF-κB和Nrf2信号通路在UC的发病机制中起着重要作用。目前可用于治疗UC的药物种类较少。尽管传统治疗药物具有抗炎作用，但也会产生许多不良反应。因此，迫切需要新的研究药物来治疗UC。本研究旨在探讨一种新型硫化氢释放小分子化合物DXFD-1对UC的作用及其潜在机制。通过LPS刺激的RAW264.7细胞建立了体外炎症模型；使用硫酸葡聚糖钠（DSS）建立了小鼠的体内UC模型。体内和体外实验结果表明，DXFD-1可通过激活Nrf2信号通路来抑制氧化应激，提高SOD和GSH-PX的水平，同时降低ROS、MPO和MDA的水平。此外，DXFD-1显著降低了TNF-α、IL-6和IL-1β的表达，下调NF-κB信号通路。这些结果表明DXFD-1具有强大的抗炎和抗氧化应激作用，其潜在机制与抑制NF-κB信号通路和激活Nrf2信号通路有关。因此，DXFD-1有望成为UC临床治疗的先导化合物。
引言
炎症性肠病（IBD）是一组具有复杂多因素病因的胃肠道慢性炎症性疾病。溃疡性结肠炎（UC）是IBD的主要亚型之一[1]。病变位于大肠，呈弥漫性分布，从直肠开始并向近端发展，可能累及整个结肠和远端回肠。该病的临床表现包括腹泻、黏液和便血等症状[2]。如果不及时治疗，可能会发展成直肠癌，对人类生命构成威胁。UC的流行病学特征因国家而异，发达国家发病率较高，但发展中国家的发病率也在逐年上升[3]。UC的治疗方法主要包括药物治疗、营养管理和外科干预。药物治疗包括5-氨基水杨酸类药物、皮质类固醇、免疫抑制剂和小分子药物；然而，长期使用这些药物可能导致严重的不良反应[4]。对于重症UC患者或对药物治疗反应不佳的患者，通常会考虑手术治疗，通常需要进行全结肠切除术并可能造口[5]。尽管出现了许多新的疗法，如干细胞疗法和基因疗法，但它们仍处于实验阶段[6]。因此，迫切需要找到一种安全有效的治疗药物。
近年来，释放硫化氢（H?S）的小分子化合物在UC中的作用逐渐引起了研究人员的关注。H?S通过抗氧化活性、抑制炎症介质释放、调节免疫反应和促进细胞修复等机制发挥显著的抗炎作用，从而有助于缓解炎症性疾病的症状[7,8]。研究表明，H?S小分子化合物可以减少多种炎症因子的表达，从而减轻炎症反应[9]。在肠道中，H?S可以促进肠上皮细胞的修复和再生，增强肠道屏障功能，从而减少肠道炎症造成的损伤[10]。Munteanu等人的研究报道，H?S具有很强的抗氧化特性，可以清除自由基，减轻氧化应激对胃肠道黏膜的损伤[11]。Gemici等人的研究表明，H?S可以促进胃肠道上皮细胞的增殖和迁移，增强黏膜的再生能力，这对于修复因损伤或炎症受损的黏膜至关重要[12]。由于其强大的抗炎活性和胃肠道安全性，释放H?S的小分子化合物可能为UC患者提供新的治疗选择，尤其是在传统治疗方法无效或存在副作用的情况下。
我们合成了一种新型的H?S释放小分子化合物DXFD-1，它具有独特的化学结构并能释放H?S气体。与传统UC治疗药物相比，DXFD-1具有更好的胃肠道安全性和抗炎活性。因此，本研究揭示了DXFD-1在UC中的潜在作用并阐明了其相关机制。结果表明，DXFD-1可以抑制NF-κB信号通路并减少炎症因子的释放。进一步的研究表明，DXFD-1通过激活Nrf2信号通路，减轻了DSS诱导的小鼠UC和LPS诱导的细胞炎症反应中的氧化应激。这为UC的治疗提供了一种新的策略。
化学试剂和目录编号
DXFD-1是在我们实验室合成的。脂多糖（LPS，L2630）购自sigma（中国上海）。细胞计数试剂盒-8（CCK-8，FD3788）购自杭州福德生物技术（中国杭州）。胎牛血清（FBS）购自LONSERA。硫酸葡聚糖钠（DSS，MB5535）购自美仑生物（中国上海）。5-氨基水杨酸（5-ASA，89–57-6）购自Macklin（中国上海）。活性氧（ROS，S0033S）检测试剂盒和Periodic
DXFD-1通过抑制NF-κB信号通路体外改善炎症反应
NF-κB被认为是UC中的关键调控因子，因为它可以促进炎症因子的表达。我们体外研究了DXFD-1对NF-κB信号通路相关蛋白的影响。如图1A所示，DXFD-1处理显著抑制了NF-κB的表达（通过检测细胞质中的总NF-κB水平来体现）。同样，通过Western blot技术检测了NF-κB相关蛋白的表达。结果表明DXFD-1可以抑制
讨论
释放H?S的小分子化合物由于其独特的生物特性和多种作用机制，在多种疾病的治疗中具有潜在应用，包括炎症性肠病[18]、心血管疾病[19]、神经系统疾病[20]、内皮功能障碍[21]、呼吸系统疾病[22]和癌症[23]。DXFD-1是一种能够释放H?S的小分子化合物。H?S具有多种重要的生物功能
结论
总之，DXFD-1在体外和体内显著减轻了炎症反应，并调节了NF-κB和Nrf2信号通路。网络药理学结果进一步证实了DXFD-1可以作用于NF-κB和Nrf2，从而干预UC。分子对接和分子动力学研究验证了小分子药物DXFD-1与NF-κB和Nrf2蛋白的结合亲和力和稳定性。总体而言，这些数据表明DXFD-1可能是一种有前景且有用的治疗手段
CRediT作者贡献声明
李赛：撰写——原始草稿、验证、方法学、实验设计。傅新宇：撰写——原始草稿、验证、方法学。程成：数据可视化、形式分析。赵玉凯：数据可视化、形式分析、数据管理。吴婷：撰写——审阅与编辑、概念构思。徐广林：验证、监督、项目管理、方法学、实验设计、资金获取、概念构思。
资助
本研究得到了南京师范大学南京鼓楼医院生命与健康研究所的资助，以及国家自然科学基金、江苏省高等教育机构重点学科发展计划（PAPD）和基础科学人才培养专项（项目编号：J1103507、J1210025）的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
