咖啡酸异戊酯靶向利什曼原虫关键毒力因子gp63的机制研究及其抗利什曼病潜力

本研究针对利什曼病现有疗法毒性大、耐药性高等问题，揭示了咖啡酸异戊酯(ICaf)通过靶向病原体关键毒力因子gp63(leishmanolysin)发挥治疗作用的分子机制。研究人员通过分子对接和体外实验证实，ICaf以1.51 μM的IC50 值抑制gp63蛋白酶活性，并通过氢键、疏水作用和金属-受体相互作用形成稳定复合物。该化合物还能显著降低寄生虫表面和细胞内gp63表达，为开发新型抗利什曼药物提供了重要靶点和先导化合物。

　　

利什曼病作为一种由利什曼原虫引起的热带寄生虫病，每年导致全球数百万人感染。尽管现有药物如五价锑剂和两性霉素B能控制病情，但严重的毒副作用和日益严峻的耐药性问题迫使科学家不断寻找新靶点和化合物。在这一背景下，gp63金属蛋白酶因其在寄生虫入侵宿主和免疫逃逸中的关键作用，成为抗利什曼药物研发的热门靶标。

来自中国的研究团队在《International Journal of Antimicrobial Agents》发表论文，系统研究了天然产物咖啡酸异戊酯(ICaf)的抗利什曼机制。研究人员通过计算机辅助药物设计结合多学科实验方法，首次揭示ICaf通过特异性靶向gp63发挥治疗作用的分子机制。

研究主要采用分子对接预测ICaf与gp63的结合模式，通过SDS-PAGE和Western blot分析gp63表达，利用荧光底物Z-Phe-Arg-AMC测定酶活抑制，并结合流式细胞术和共聚焦显微镜观察寄生虫表面gp63表达变化。实验使用Leishmania amazonensis PH8株系（源自FIOCRUZ利什曼资源库）的分泌蛋白作为研究对象。

3.1 ICaf与gp63的结合：计算机模拟研究
分子对接显示ICaf以-5.5 kcal/mol的结合能嵌入gp63活性中心，与Thr₂₂₈
、Glu₂₆₅
形成氢键，并与活性位点锌离子产生金属-受体相互作用。这种多模式结合方式为后续实验验证提供了理论基础。

3.2 ICaf抑制分泌型gp63的蛋白酶活性
体外实验证实ICaf对gp63的IC₅₀
为1.51 μM，与抗寄生虫活性相当。凝胶电泳显示100 μg/mL ICaf可使蛋白酶活性降低58.6%，而经典抑制剂1,10-菲啰啉能完全抑制活性。动力学分析测得抑制常数K_i
为9.89 μM，表明二者能形成稳定复合物。

3.4 ICaf对L. amazonensis前鞭毛体gp63表达的影响
用IC₅₀
和2×IC₅₀
浓度处理寄生虫24小时后，细胞裂解物的蛋白酶活性分别下降41.9%和69.3%。流式细胞术检测发现，虽然gp63阳性细胞比例不变，但表面和胞内gp63表达量显著降低34-43%，共聚焦显微镜观察结果与此一致。

该研究首次阐明ICaf通过双重机制发挥抗利什曼作用：既直接抑制gp63酶活，又下调其表达。分子对接揭示的锌离子配位作用尤为关键，这可能破坏金属蛋白酶催化中心的完整性。与临床常用药物相比，ICaf具有低毒性和新作用靶点的优势，其抑制常数与抗寄生虫活性高度匹配，提示gp63是其主要作用靶点。

这些发现不仅为理解天然产物的抗寄生虫机制提供了新视角，更重要的是为开发针对gp63的特异性抑制剂开辟了道路。鉴于gp63在多种利什曼原虫中的保守性，ICaf可能具有广谱抗利什曼潜力。研究人员建议后续开展针对其他虫种的活性测试，并优化ICaf的给药途径和剂型，推动其向临床转化。该研究为应对日益严峻的利什曼病耐药性问题提供了创新解决方案。