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炎症常伴随先天免疫反应激活，Toll 样受体 4（TLR4）过度激活与多种炎症性疾病相关。MD2 作为 TLR4 辅助蛋白，成为抗炎药物研发的关键靶点。研究人员采用分层虚拟筛选策略，发现 hit12 有强效抗炎活性。该成果为抗炎疗法开发提供新方向。
在人体的防御体系中，炎症本是一种正常的生理反应，就像身体的 “卫士”，帮助对抗外界伤害、清除致病微生物，让受损的组织恢复功能。这一过程往往伴随着先天免疫反应的激活，其中，Toll 样受体（TLRs）起着至关重要的作用。TLR4 作为 TLRs 家族的一员，能够识别病原体并触发信号，激活先天免疫系统。然而，就像卫士有时会反应过度一样，TLR4 过度激活可就麻烦了，它与多种炎症性疾病紧密相连，像神经系统疾病、类风湿关节炎、急性肺损伤和急性肾损伤等。
MD2（髓样分化因子 2）是免疫系统中的重要蛋白，它与 TLR4 携手参与先天免疫反应。MD2 能与细菌脂多糖（LPS）结合，并和 TLR4 相互作用，进而激活下游的免疫反应，包括促炎反应和免疫细胞的活化。目前，针对 MD2 开发的抗炎药物不少，但令人遗憾的是，尚无实际临床应用的报道。所以，寻找新的、有效的 MD2 抑制剂迫在眉睫，这不仅有助于深入了解炎症反应的调控机制，还可能为众多炎症性疾病患者带来新的治疗希望。
为了解决这一难题，来自国内的研究人员开展了一项重要研究。他们采用分层虚拟筛选策略，结合基于配体和受体的药效团模型、分子对接以及生物活性测试，来寻找潜在的 MD2 抑制剂。研究最终发现，从最初的 257,706 种化合物库中筛选出的 15 种候选化合物里，hit12 展现出最为强效的抗炎活性。这一发现意义重大，为开发新型抗炎疗法提供了新的方向和潜在的药物靶点，有望推动抗炎药物从研发走向临床应用的进程。该研究成果发表在《Chemico - Biological Interactions》杂志上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，依据 Lipinski 五规则和 Veber 规则对化合物库进行筛选，初步排除不符合类药性质的分子。接着，运用 HipHop 药效团模型和基于结构的药效团（SBP）模型，筛选出具有潜在活性的化合物。然后，通过分子对接和目视检查，挑选出得分高且与关键氨基酸残基结合构象多的化合物进行体外一氧化氮（NO）活性测试。此外，还利用细胞热迁移分析（CETSA）、分子动力学（MD）模拟和自由能计算等技术，深入探究 hit12 与 MD2 的相互作用机制。
下面来看具体的研究结果：
- 化合物库的准备与筛选：研究人员从 SPECS 和 Maybridge 收集了 257,706 种分子，依据 Lipinski 五规则和 Veber 规则进行筛选，这两个规则就像是 “过滤器”，将不符合要求的分子筛除，最终得到 239,876 种分子进入下一步筛选。
- 类药性质预测：运用 ADMET 预测和上述规则进一步分析候选分子的类药性质，保留具有良好成药性的分子继续后续研究，这一步保证了筛选出的分子更有可能成为有效的药物。
- HipHop 药效团模型筛选：利用 HipHop 模型挖掘已知活性分子的共同化学特征，筛选出符合这些特征的分子，为后续找到潜在的 MD2 抑制剂奠定基础。
- 生物活性测试：经过多轮筛选，发现化合物 hit12 能抑制脂多糖（LPS）诱导的 RAW264.7 细胞中炎症因子和炎症蛋白的水平，这表明 hit12 具有显著的抗炎活性。
- 作用机制研究：分子对接研究揭示了 hit12 与 MD2 之间存在氢键，尤其是与 Arg90 形成氢键；细胞热迁移分析（CETSA）显示 hit12 可增强 MD2 的热稳定性；分子动力学（MD）模拟和自由能计算则提出了 hit12 的结合模式，这些研究从不同角度揭示了 hit12 发挥抗炎作用的机制。
- 体内实验验证：在佐剂诱导的关节炎（AIA）模型大鼠实验中，hit12 显著减轻了大鼠的足肿胀，进一步证明了其在体内的抗炎效果。
综合研究结论和讨论部分，MD2 作为 TLR4 的关键辅助蛋白，在介导炎症反应中扮演着核心角色，是开发新型抗炎疗法极具吸引力的靶点。研究人员通过分层虚拟筛选策略成功发现了潜在的 MD2 抑制剂 hit12，它不仅能有效抑制 LPS 诱导的 TLR4/MD2 复合物形成，阻断 NF-κB 和 MAPK 信号通路，还在体内外实验中展现出显著的抗炎活性。这一研究成果不仅验证了所采用筛选策略的可靠性，更为后续基于 MD2 靶点的抗炎药物研发提供了重要的理论依据和潜在的先导化合物，有望推动抗炎药物领域的发展，为众多炎症性疾病患者带来新的治疗选择和希望。
