新型非磺酰脲类 NLRP3 炎症小体抑制剂的发现及其在多种炎症性疾病治疗中的潜力

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 6.0

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  针对 NLRP3 炎症小体异常激活引发的炎症疾病,研究人员设计合成新型非磺酰脲类抑制剂。发现化合物 B6,其 IC50为 10.69 nM,抑制效力优于 MCC950,且肝毒性更低,为相关疾病治疗提供新候选药物。

  
炎症,如同体内不受控的 “战火”,会悄然侵蚀健康。由 NLRP3 炎症小体(一种细胞质蛋白复合物,由 NLRP3、ASC 和 Pro-caspase-1 组成)异常激活引发的 “炎症风暴”,正成为多种疾病的幕后推手。从炎症性肠病到动脉粥样硬化,从糖尿病并发症到神经退行性疾病,NLRP3 的过度活化就像失控的扳机,不断加剧病情。尽管靶向 NLRP3 的治疗策略备受期待,但首款进入临床试验的抑制剂 MCC950 却因肝毒性折戟,后续候选药物如 GDC-2394、Selnoflast 等也因毒性或疗效局限难以突破,开发安全高效的新型抑制剂迫在眉睫。

在这样的背景下,国内研究团队(受国家自然科学基金等项目支持)开展了一项关键研究。他们以非磺酰脲类化合物 Ex2AH 为基础,通过巧妙调整氮原子位置并引入氨基甲酸酯和脲结构,设计合成了一系列新型 NLRP3 抑制剂,相关成果发表在《European Journal of Medicinal Chemistry》。

研究主要采用分子对接分析化合物与 NLRP3 的结合模式,并通过细胞毒性实验(检测人肝细胞系和小鼠原代肝细胞活力)、炎症因子检测(ELISA 法测定 IL-1β 分泌)、体内疾病模型(系统性炎症、腹膜炎、结肠炎小鼠模型)等技术方法,评估候选化合物的效力与安全性。

设计与构效关系(SAR)研究


通过分子对接分析 Ex2AH 的活性形式化合物 1 与 NLRP3 NACHT 结构域的结合模式,发现其六氢 - s - 茚满部分占据 NLRP3 四个亚结构域(NBD、HD1、WHD、HD2)形成的疏水腔,脲部分与 Arg578 形成双齿氢键。以此为基础,研究团队通过结构修饰开发出新型非磺酰脲类抑制剂。

关键化合物 B6 的体外活性


代表性化合物 B6 展现出强大的特异性抑制能力,其抑制 NLRP3 炎症小体激活的 IC50为 10.69 nM,优于 MCC950(14.08 nM)。在 500 μM 浓度下,B6 在人肝细胞系和小鼠原代肝细胞中的细胞活力均 > 95%,而 MCC950 则 < 82%,显示出显著更低的肝毒性。机制研究表明,B6 不抑制 LPS 诱导的 NLRP3 炎症小体启动,而是通过直接结合 NLRP3 并破坏 NEK7-NLRP3 相互作用,阻断炎症小体组装,且对 AIM2、NLRP1 或 NLRC4 炎症小体无抑制作用。

体内疗效验证


在多种 NLRP3 驱动的疾病模型中,B6 表现出优于 MCC950 的治疗效果。无论是系统性炎症模型中血清 IL-1β 水平的降低,还是腹膜炎、结肠炎模型中炎症症状的缓解,B6 均展现出更强的疗效,证实了其在体内的有效性。

结论与意义


这项研究成功开发出无呋喃和磺酰脲结构的新型 NLRP3 抑制剂 B6,其高效低毒的特性突破了传统磺酰脲类化合物的局限。通过直接干扰 NLRP3 与 NEK7 的相互作用,B6 为炎症性疾病治疗提供了全新作用机制的候选药物,有望解决现有抑制剂的毒性难题,为临床转化开辟新路径。其在多种动物模型中的优异表现,为进一步开展临床研究奠定了坚实基础,也为 NLRP3 相关疾病(如 IBD、NASH 等)的治疗带来新希望。

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