4-辛基衣康酸抑制CAPS相关NLRP3变体组成型激活的机制研究及其治疗潜力

为解决Cryopyrin相关周期性综合征（CAPS）患者对IL-1阻断剂治疗耐药的问题，西班牙穆尔西亚生物医学研究所等团队开展了一项关于4-辛基衣康酸（4-OI）抑制NLRP3炎症小体组成型激活的研究。研究发现4-OI通过减少ASC寡聚化、caspase-1激活和GSDMD加工，有效抑制p.R262W、p.D305N和p.T350M变体的自发激活，同时下调IL-1β基因表达。该研究为CAPS提供了新型代谢干预策略，发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》。

　　

研究背景与意义
Cryopyrin相关周期性综合征（CAPS）是一种由NLRP3基因功能获得性突变引发的自身炎症性疾病，患者体内NLRP3炎症小体呈现组成型激活，导致IL-1β和IL-18等促炎因子过度释放。尽管IL-1受体拮抗剂（如Anakinra）可缓解症状，但部分患者出现耐药或不良反应。近年研究发现，代谢产物衣康酸及其衍生物4-辛基衣康酸（4-OI）具有抗炎潜力，但其对人类NLRP3变体的作用机制尚不明确。西班牙穆尔西亚生物医学研究所联合都柏林三一学院团队针对这一科学问题展开研究，成果发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》。

关键技术方法
研究采用多技术联用策略：

1. 使用多西环素诱导的Nlrp3^-/-小鼠巨噬细胞模型表达人类NLRP3变体（p.R262W/p.D305N/p.T350M）；
2. 通过ELISA检测IL-18/IL-1β释放，Western blot分析caspase-1、GSDMD加工；
3. 流式细胞术评估ASC寡聚化，BRET技术监测NLRP3构象变化；
4. 海马能量代谢分析仪检测糖酵解速率；
5. 转录组分析Nrf2通路基因表达。

研究结果

4-辛基衣康酸抑制CAPS相关NLRP3变体的组成型激活
在未受LPS刺激条件下，4-OI显著降低p.R262W、p.D305N和p.T350M变体诱导的IL-18基础释放（图1C）。值得注意的是，p.T350M变体表现出更强的炎症小体活性，4-OI对其抑制效率相对较低（图1D），提示不同突变对药物敏感性存在差异。通过Western blot证实4-OI可减少caspase-1活化、GSDMD切割和细胞焦亡（图2A），且该作用不依赖NF-κB通路。

代谢调控与基因表达干预
研究发现CAPS变体表达会上调Acod1（编码衣康酸合成酶）和Nrf2通路基因（图1A-B），表明内源性衣康酸可能参与炎症调控。4-OI处理显著抑制LPS诱导的Tnf、Il6和Il1b基因表达，但Il18转录不受影响（图3A）。海马实验显示4-OI通过抑制糖酵解限制IL-1β产生（图3B-C），这种作用在Nlrp3^-/-细胞中同样存在，说明其代谢调控独立于NLRP3。

分子机制解析
在HEK293T细胞模型中，4-OI减少p.D305N变体形成的NLRP3斑点结构（图4A-B）和ASC寡聚体（图4D），但BRET检测显示其不影响NLRP3与NEK7的相互作用（图4C）。这与经典抑制剂MCC950（通过稳定NLRP3非活性构象起效）形成鲜明对比，提示4-OI可能通过新型位点干扰炎症小体组装。

结论与展望
该研究首次阐明4-OI通过多层面抑制CAPS相关NLRP3变体：既阻断炎症小体组装（ASC寡聚化→caspase-1激活→GSDMD加工），又通过代谢重编程下调Il1b表达。特别值得注意的是，4-OI对组成型激活的抑制作用不依赖LPS priming，这为耐药性CAPS患者提供了潜在替代疗法。未来研究需明确人类NLRP3的具体修饰位点（小鼠Cys548不保守），并探索4-OI在Nrf2激活、糖酵解抑制等多通路间的协同效应。论文通讯作者Pablo Pelegín团队已就相关发现申请专利（PCT/EP2020/056729），为开发靶向NLRP3的代谢干预药物奠定基础。