AK-59

OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769 近年来，随着对免疫系统认识的不断深入，科学家们发现了一种名为STING的蛋白在机体免疫反应中发挥着至关重要的作用。STING蛋白是细胞质核酸感知通路的重要组成部分，能够识别病毒或细菌入侵时释放的DNA片段，进而激活机体免疫系统，产生抗病毒或抗菌的干扰素。 然而，STING蛋白的过度激活会导致一系列自身免疫性疾病，例如 Aicardi-Goutières 综合征 (AGS) 和 STING 相关血管病伴婴儿期发病 (SAVI)。这些疾病的患者往往会遭受严重的炎症反应，导致皮肤损伤、皮疹，甚至危及生命的肺部疾病。因此，抑制STING蛋白的过度激活成为了治疗此类疾病的关键。 近日，诺华生物医学研究所的科学家们在《自然-通讯》杂志上发表了一篇重要研究论文，报道了一种名为AK59的新型小分子化合物，能够有效降解STING蛋白，从而抑制其活性。这项研究为治疗STING相关自身免疫性疾病开辟了新的治疗途径。 AK59的独特作用机制 传统的药物研发策略往往集中于阻断蛋白的活性位点，但这对于像STING这样的蛋白来说并不容易。AK59则另辟蹊径，它利用了一种叫做“靶向蛋白降解”（TPD）的技术，通过“劫持”细胞自身的蛋白降解系统来清除STING蛋白。 图1b展示了AK59对STING通路的抑制活性，图1c则显示了AK59能够剂量依赖性地降低STING蛋白水平。为了进一步验证AK59的作用机制，研究人员进行了一系列实验，包括蛋白组学分析、CRISPR-Cas9基因敲除筛选以及免疫共沉淀等。 值得注意的是，AK59与QK50仅是萘环上一个N原子的差异，QK50 对 STING 通路没有明显的降解活性，而 AK59 则表现出显著的降解效果。NanoBiT® 实验结果显示，QK50 不能诱导 STING 和 HERC4 之间的相互作用，而 AK59 则可以。 蛋白组学分析结果显示，AK59能够导致STING蛋白水平的显著下调，且该下调过程依赖于蛋白酶体（图1e, 1f）。 CRISPR-Cas9基因敲除筛选则鉴定了AK59依赖的STING降解相关基因，其中包括HERC4、UBA5和UBA6（图3）。进一步的实验验证了这些基因在AK59介导的STING降解中的作用（图4）。 图解AK59的作用机制 为了更好地理解AK59的作用机制，我们需要了解STING蛋白的结构。图2a展示了STING蛋白的晶体结构，其中包含跨膜结构域、连接子螺旋和配体结合结构域。研究发现，连接子螺旋上的K150位点对于AK59介导的STING泛素化和降解至关重要（图2b, 2e）。此外，AK59也能够降解常见的SAVI突变体STING蛋白（图2f）。 免疫共沉淀实验表明，AK59能够诱导STING蛋白与一种名为HERC4的E3泛素连接酶“拉”到一起，形成一个复合物（图5c）。NanoBiT®互补实验进一步证实了AK59诱导的STING-HERC4相互作用，并排除了CGAMP竞争结合的可能性（图5d, 5e）。 图5f总结了AK59的作用机制：AK59通过诱导STING与HERC4的相互作用，促使STING蛋白被泛素化并最终被蛋白酶体降解。 AK59的优势和未来展望 AK59的发现具有以下几方面的优势： 高效性: AK59能够显著降低STING蛋白的水平，从而有效抑制CGAS/STING通路，减少炎症反应。 特异性: AK59特异性地作用于STING蛋白，对其他蛋白的影响较小，从而降低了潜在的副作用。 广谱性: AK59不仅能够降解野生型STING蛋白，也能够降解常见的SAVI突变体STING蛋白，这意味着它可能对更广泛的患者群体有效。 目前，AK59还处于临床前研究阶段，需要进一步的体内实验来验证其药效、药代动力学性质以及安全性。目前还不能确定 AK59 是否能够有效治疗 AGS、SAVI 等自身免疫疾病。但这项研究无疑为治疗STING相关自身免疫性疾病带来了新的希望。相信在不久的将来，AK59将有望成为治疗AGS、SAVI等疾病的有效药物，造福广大患者。 从药物化学的角度来看，AK59的发现为我们提供了以下启示： 分子胶降解剂的潜力: AK59 类似于分子胶降解剂 (MGD) 的作用方式，通过诱导蛋白-蛋白相互作用来实现靶向蛋白降解。这表明 MGD 策略在开发针对传统上难以靶向的蛋白（如 STING）的药物方面具有巨大潜力。 结构-活性关系 (SAR) 的重要性: AK59 和其类似物 QK50 之间活性差异巨大，这突显了理解和优化化合物结构与其生物活性之间关系的重要性。 发现新 E3 连接酶底物的可能性: AK59 揭示了 HERC4 作为 STING 降解剂的 E3 连接酶的潜力。这为我们提供了一个新的研究方向，即探索 HERC4 是否可以用于降解其他与疾病相关的蛋白。 总而言之，AK59 的发现不仅为治疗 STING 相关疾病提供了新的希望，也为药物化学领域带来了新的启发和机遇。相信随着研究的深入，我们将能够开发出更加安全有效的 STING 降解剂，造福更多患者。 END 免责声明：本文仅作知识交流与分享及科普目的，不涉及商业宣传，不作为相关医疗指导或用药建议。文章如有侵权请联系删除。 OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769