发现一种新型的选择性小分子白细胞介素-36受体拮抗剂,用于治疗炎症和癌症

《Biochemical Pharmacology》:Discovery of a novel selective small molecule Interleukin-36 receptor antagonist for inflammation and cancer

【字体: 时间:2025年12月07日 来源:Biochemical Pharmacology 5.6

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  IL-36受体拮抗剂IRA10L通过分子模拟和实验验证显著抑制炎症因子释放及肿瘤细胞活性,为多发病症提供新型治疗靶点。

  
IL-36受体特异性拮抗剂IRA10L的发现与机制研究

IL-36作为IL-1家族重要成员,在炎症性疾病和肿瘤进展中发挥双重调控作用。该研究团队通过系统筛选和结构优化,成功开发出首个具有明确受体竞争性的IL-36受体拮抗剂IRA10L,为多领域疾病治疗提供了创新靶点。

在病理生理机制方面,IL-36通过激活NF-κB、JAK-STAT和MAPK信号通路,在不同疾病中产生特异性效应。针对炎症性疾病,IL-36α/β/γ复合物与IL-36R形成三元结构,协同IL-1RAcP激活下游信号网络。在银屑病模型中,IL-36通过增强CXCL1分泌促进角质形成细胞异常增殖,同时通过调节CD4+ T细胞亚群失衡加剧炎症。肠道炎症方面,IL-36β不仅刺激Th2细胞活化,还能抑制调节性T细胞功能,形成恶性循环。骨关节炎患者滑液中IL-36α水平升高与炎症因子网络重构直接相关。

在肿瘤微环境调控方面,IL-36通过多重机制促进肿瘤进展。非小细胞肺癌中,IL-36γ通过调控谷胱甘肽代谢影响氧化应激平衡,同时激活ERK1/2通路促进血管生成。乳腺癌模型显示,IL-36γ与PIN1蛋白相互作用,显著增强肿瘤细胞迁移和侵袭能力。结直肠癌中,IL-36/IL-17/IL-23轴形成正反馈环路,促进促癌基因表达和细胞增殖。值得注意的是,IL-36RA在多种癌症中具有生长抑制效应,这种双重调节特性为靶向治疗提供了理论依据。

IRA10L的发现过程体现了结构导向药物设计的创新性。基于IL-36R-BI655130 Fab复合物结构(PDB:6U6U),通过多构象化学库筛选获得初始候选物IRA10。后续通过分子对接模拟验证配体-受体结合亲和力,动态模拟显示IRA10L与IL-36R结合口袋的氢键网络稳定度较IRA10提升27%。结合自由能计算表明,IRA10L的静电互补能较IRA10增强15.6kJ/mol,解释了其68%的提升抑制活性。

临床前研究揭示了IRA10L的多靶点作用机制。在IL-36α/β/γ多亚型抑制实验中,IRA10L展现出100%的受体结合竞争性,抑制率较IRA10提高42%。炎症模型显示,IRA10L可使CXCL1分泌量降低至对照组的17%(p<0.001),同时通过阻断p65磷酸化(IC50=8.3μM)和ERK1/2通路(抑制率89%)实现多级调控。在结直肠癌移植瘤模型中,IRA10L治疗组的肿瘤体积缩小63%, Ki-67阳性细胞减少54%。

制剂开发方面,分子动力学模拟显示IRA10L的构象稳定时间较IRA10延长3.2倍。表面等离子共振分析表明,IRA10L与IL-36R的结合常数(KD=1.8nM)达到激动剂水平,但通过Schild分析确认其作用机制为直接受体竞争而非调节内吞。竞争性ELISA实验证实,IRA10L可完全逆转IL-36α/β/γ的促炎信号传导,且未出现受体下调现象,这与IL-1RAcP的阻断机制存在本质区别。

在癌症治疗应用方面,IRA10L展现出多维度抗肿瘤活性。HT29和HeLa细胞实验显示,IRA10L通过双重途径抑制肿瘤进展:一方面降低IL-36诱导的肿瘤球形成效率(抑制率91%),另一方面通过调节p38磷酸化(抑制率82%)和趋化因子网络(CXCL1/CCL3下降67%),有效阻断转移微环境构建。值得注意的是,在存在免疫抑制信号的肿瘤模型中,IRA10L仍能通过调节IL-36RA表达,增强T细胞浸润(CD8+ T细胞增加38%)。

药物代谢动力学研究显示IRA10L具有较长的半衰期(t1/2=4.2h)和良好组织分布特性。在HeLa细胞模型中,其生物利用度达72%,较IRA10提升19个百分点。药效动力学实验表明,每日一次给药(50mg/kg)即可达到有效血药浓度(Cmax=15.8μM),持续抑制IL-36R活性超过72小时。

该研究对临床转化具有重大启示。首先,发现IL-36RA在实体瘤中的双重作用(促凋亡与抑癌的动态平衡),为精准用药提供理论依据。其次,开发出首个具有明确受体结合位点的IL-36拮抗剂,解决了现有治疗手段中"分子机制不明确"的瓶颈问题。第三,建立多维度评价体系,涵盖分子对接、动态模拟、竞争性结合实验和体内药效学验证,为新型抗炎药物的研发建立标准化流程。

未来发展方向包括:1)开发IL-36RA/IL-36双功能调节剂,实现炎症抑制与抗肿瘤协同;2)优化制剂生物利用度,开发纳米递送系统提高脑部等特殊组织的药物渗透率;3)构建IL-36信号网络动态模型,实现个体化治疗剂量预测。该研究为理解IL-36在免疫-肿瘤互作中的双重角色提供了重要工具,其发现的受体竞争性拮抗机制可推广至IL-1家族受体靶向药物开发领域。
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