靶点发现|L-薄荷醇用于治疗银屑病的靶点
发布日期：6/29/2023 2:39:17 PM
银屑病（Psoriasis）一种慢性炎症性皮肤疾病，影响全球2-3%的人口。过度增殖性表皮角质形成细胞与自反应性免疫细胞之间的异常相互作用是银屑病的标志。然而，银屑病中异常角质形成细胞行为的潜在机制尚不完全清楚。虽然现在已有多种治疗方法可供选择，但“停药后易复发”仍是银屑病临床治疗中悬而未决的重要科学问题，银屑病目前尚无根治方法。因此，进一步探索阐明银屑病的发病新机制，筛选安全有效且延长复发时间的治疗新靶点、新药物变得尤为重要，而具有生物活性的天然化合物小分子便成了识别新可成药靶点的重要工具。
上海交通大学附属第一人民医院的王宏林教授团队前期研究发现银屑病临床患者与咪喹莫特(Imiquimod)诱导小鼠银屑病模型的表皮中的蛋白磷酸酶6(Protein phosphatase 6, PP6)减少，表明PP6可能是银屑病治疗新方法的重要角色。作者使用雷西莫特(Resiquimod, R848)诱导人类永生化表皮细胞HaCaT细胞炎症模型，在天然化合物库中筛选得到L-薄荷醇可显著提高HaCaT细胞中PP6的蛋白质水平，并通过野生型与敲除PP6的小鼠银屑病模型的动物表型实验验证L-薄荷醇可通过上调炎症角质形成细胞中的PP6来缓解IMQ诱导的皮肤炎症。
为阐明L-薄荷醇上调PP6的机制，作者采用DARTS联合质谱分析发现HES1是L-薄荷醇的直接作用靶点，并对临床表皮样本进行单细胞RNA测序进一步证明HES1作为银屑病药物靶标的潜在临床价值。HES1(hairy and enhancer of split 1)是一类DNA结合蛋白超家族的成员，对于多种组织以及细胞的分化具有促进作用。在细胞与动物模型中，L-薄荷醇均可增加角质形成细胞中HES1蛋白质水平，但不影响其mRNA水平。给予真核细胞翻译抑制剂或蛋白酶体抑制剂作用，结果表明L-薄荷醇通过抑制HES1的蛋白酶体降解来上调HES1。
为探究HES1是否与PP6直接互作，作者对PP6抗体下拉的免疫沉淀物进行质谱分析，发现免疫球蛋白结合蛋白1(immunoglobulin-binding protein 1, IGBP1)为PP6相互作用蛋白。而L-薄荷醇可在HES1存在的情况下显著上调IGBP1。作者通过JASPAR预测IGBP1基因启动子的HES1结合位点并构建报告系统验证HES1通过结合IGBP1启动子区域来转录调控IGBP1的表达，而过表达HES1将导致HaCaT细胞中IGBP1和PP6水平上调。
以上调角质形成细胞中的PP6作为筛选条件鉴定得到一种天然化合物L-薄荷醇，再以L-薄荷醇为探针研究阐明了参与银屑病病理学发生发展的HES1-IGBP1-PP6轴，为银屑病提供了潜在的临床治疗靶点。未来或需进一步研究清楚如L-薄荷醇相关修饰优化、与HES1的结合模式以及IGBP1、PP6与CHIP的作用机制等。
澳卡斯allkas试剂定制合成团队为广大科研院所、药企提供小分子化合物修饰、化合物库定制等服务。
上海交通大学附属第一人民医院的王宏林教授团队前期研究发现银屑病临床患者与咪喹莫特(Imiquimod)诱导小鼠银屑病模型的表皮中的蛋白磷酸酶6(Protein phosphatase 6, PP6)减少，表明PP6可能是银屑病治疗新方法的重要角色。作者使用雷西莫特(Resiquimod, R848)诱导人类永生化表皮细胞HaCaT细胞炎症模型，在天然化合物库中筛选得到L-薄荷醇可显著提高HaCaT细胞中PP6的蛋白质水平，并通过野生型与敲除PP6的小鼠银屑病模型的动物表型实验验证L-薄荷醇可通过上调炎症角质形成细胞中的PP6来缓解IMQ诱导的皮肤炎症。
为阐明L-薄荷醇上调PP6的机制，作者采用DARTS联合质谱分析发现HES1是L-薄荷醇的直接作用靶点，并对临床表皮样本进行单细胞RNA测序进一步证明HES1作为银屑病药物靶标的潜在临床价值。HES1(hairy and enhancer of split 1)是一类DNA结合蛋白超家族的成员，对于多种组织以及细胞的分化具有促进作用。在细胞与动物模型中，L-薄荷醇均可增加角质形成细胞中HES1蛋白质水平，但不影响其mRNA水平。给予真核细胞翻译抑制剂或蛋白酶体抑制剂作用，结果表明L-薄荷醇通过抑制HES1的蛋白酶体降解来上调HES1。
为探究HES1是否与PP6直接互作，作者对PP6抗体下拉的免疫沉淀物进行质谱分析，发现免疫球蛋白结合蛋白1(immunoglobulin-binding protein 1, IGBP1)为PP6相互作用蛋白。而L-薄荷醇可在HES1存在的情况下显著上调IGBP1。作者通过JASPAR预测IGBP1基因启动子的HES1结合位点并构建报告系统验证HES1通过结合IGBP1启动子区域来转录调控IGBP1的表达，而过表达HES1将导致HaCaT细胞中IGBP1和PP6水平上调。
以上调角质形成细胞中的PP6作为筛选条件鉴定得到一种天然化合物L-薄荷醇，再以L-薄荷醇为探针研究阐明了参与银屑病病理学发生发展的HES1-IGBP1-PP6轴，为银屑病提供了潜在的临床治疗靶点。未来或需进一步研究清楚如L-薄荷醇相关修饰优化、与HES1的结合模式以及IGBP1、PP6与CHIP的作用机制等。
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