Estrogen-related receptors

今天给大家分享一篇发表在J. Med. Chem 上的文章：Discovery of a Highly Potent and Selective HDAC8 Degrader: Advancing the Functional Understanding and Therapeutic Potential of HDAC8. 文章的通讯作者为美国佛罗里达大学药学院的Daiqing Liao 和 Guangrong Zheng 教授。 组蛋白去乙酰化酶8（HDAC8）在I类HDACs中十分独特，它是由377氨基酸组成的分子量为42kDa的蛋白质，主要分布在细胞核和细胞质中，在许多生理和病理过程中扮演重要的角色。尽管组蛋白是否是HDAC8底物仍然存在争议，但大量的非组蛋白(如SMC3，ERRα和p53)被报道是HDAC8的底物或是其相互作用的配体。有研究表明HDAC8对于p53的表达是必不可少的，而且HDAC8的敲低(knockdown)在具有p53突变的细胞中表现出抗增殖活性，这就表明HDAC8抑制剂有可能成为具有p53突变肿瘤的辅助治疗药物。此外，越来越多的证据表明，HDAC8活性或表达异常在许多疾病，特别是在T细胞淋巴瘤，儿童成神经细胞瘤和Cornelia de Lange综合征(CdLS)中起着至关重要的作用。此外，也有研究表明HDAC8具有非酶依赖的骨架作用。虽然，已经有多个HDAC8的选择性抑制剂报道，但它们的体外抗增殖活性均不太理想。因此，迫切需要研究HDAC8酶活和非酶活性在癌症中的作用。目前已有多个HDAC8 PROTACs被报道，但是这些HDAC8 PROTACs要么降解活性有待提高，要么选择性有待提高。本文，作者对课题组报道的HDAC3/8 PROTAC进行结构修饰，得到了选择性和活性较好的HDAC8 PROTAC . 作者首先对HDAC8配体就行了探索，通过引入不同的锌离子螯合基团（ZBG）以及对酰肼侧链长度的探索，得到了选择性和抑制活性较好的HDAC8配体 15 and 16。 对接结果表明，化合物15可以伸入HDAC8的活性口袋，为其高选择性提供了解释。 作者根据优化得到的HDAC8配体，设计了一系列基于VHL的HDAC8 PROTACs。降解实验中，2个化合物表现出较好的选择性和HDAC8降解活性YX862和 YX827. WB实验表明，在较高浓度下观察到了histone的乙酰化。 作者接下来进行了降解机制研究，表明其通过PROTAC机制降解HDAC8,而且AlphaLISA 实验结果表明YX862和YX827可以有效地诱导HDAC8和VHL三元复合物的形成。 虽然WB观察到了YX862诱导HDAC8的降解，但是PROTEOMICs study并未观察到HDAC8的降解，这表明PROTEOMICs study 具有局限性。PTM changes (acetylation and methylation)分析没有观察到histone hyperacetylation，但观察到了H2AX hyperacetylation。此外，WB分析表明，YX862可以剂量依赖的诱导HDAC8的非histone底物SMC3 hyperacetylation。 作者对YX862的抗增殖活性进行了研究，发现YX862可以在弥漫性大B细胞淋巴瘤SU-DHL-2和DoHH2细胞中非常有效地降解HDAC8, 且表现出较好的抗增殖活性。然而，YX862的抗增殖活性仅比对照化合物NC-YX862的活性好2倍。 在这项研究中，作者报告了一系列基于酰肼的HDAC8 PROTACs, 其中化合物 YX862和YX827具有较好的选择性和HDAC8降解活性。YX862对 HDAC8 的降解并不能增加组蛋白乙酰化水平，但可以显著增加非组蛋白底物如SMC3的乙酰化水平。YX862对DLBCL 细胞具有更高的抗增殖活性，且明显优于HDAC8 选择性抑制剂 PCI-34051，但仅略优于NC-YX862。总之，YX862可以作为分子工具来进一步研究HDAC8的功能。 声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

引言骨髓脂肪细胞（BMAds）积聚过多通常发生在与骨退化相关的各种病理生理条件下。雌激素相关受体α（ESRRA）是响应代谢应激的关键调节因子。2024年5月4日，中国科学院深圳先进技术研究院管敏团队在Nature Communications 发表题为“Targeting adipocyte ESRRA promotes osteogenesis and vascular formation in adipocyte-rich bone marrow”的研究论文，该研究表明脂肪细胞特异性ESRRA缺乏在雌激素缺乏或肥胖时保留了富含脂肪细胞的骨髓中的成骨和血管形成。机制上，脂肪细胞 ESRRA 干扰 E2/ESR1 信号传导，导致分泌磷蛋白1（Spp1）的转录抑制；然而，通过与其启动子结合来正向调节瘦素的表达。ESRRA消除导致内脏脂肪细胞和BMAds的 SPP1 增强和瘦素分泌减少，共同决定骨髓基质干细胞的命运承诺并恢复 H 型血管形成，构成骨形成的前馈环。ESRRA的药理学抑制可保护肥胖小鼠免受骨质流失和高骨髓肥胖的影响。因此，研究结果强调了一种通过靶向脂肪细胞ESRRA来保持骨形成的治疗方法，特别是在有害的富含脂肪细胞的骨环境中。哺乳动物骨髓由多种细胞类型组成，如脂肪细胞、成骨细胞、破骨细胞、基质细胞和血管细胞。这些细胞的相互作用为骨髓骨骼干细胞（BMSC）和其他谱系细胞的分化提供了关键的调节环境，进而维持了复杂的稳态系统，用于骨微环境中的重塑和再生。众所周知，骨髓脂肪细胞（BMAds）起源于 BMSC，而BMSC 也会产生成骨细胞和骨细胞。在健康成年人中，骨髓脂肪组织（MAT）约占总脂肪量的 10% 和全骨髓体积的约 70%。然而，BMAds 的过度积累通常发生在不同的临床状况中。MAT扩增可能会夸大有害的骨微环境，使疾病进展恶化。然而，过度BMAds的确切机制，特别是在介导骨驻留细胞通讯的病理生理条件的响应中仍然难以捉摸。脂肪组织是调节全身能量稳态的核心。与白色脂肪组织（WAT）类似，正常 MAT具有能量储存功能，可以释放游离脂肪酸 （FFA） 以支持运动刺激的骨骼形成。然而，MAT 在热量限制下迅速膨胀，表明 MAT 与外周脂肪组织不同。此外，高脂肪饮食（HFD）还通过作用于瘦素受体表达（LepR+） BMSC 的循环瘦素来促进脂肪生成并抑制 BMSC 的成骨，从而迅速增加 MAT 的扩张。因此，由于病理生理条件导致的骨微环境中的异常信号传导以牺牲骨祖细胞为代价，将 BMSC 谱系分配给固定的成脂祖细胞，从而导致骨骼退化是合理的。最近的研究表明，累积的BMAds 有助于循环信号因子和几种众所周知的脂肪因子，以应对肥胖、衰老或热量限制。这些来自外周WAT或MAT的分泌因子可能会进一步影响骨稳态。BMAd位于骨环境中，与血管和造血组织密切接触。成骨与骨血管生成密切相关；特别是，干骺端称为 H 型血管的特定毛细血管内皮细胞（EC）亚型与干骺端-骨干界面的骨髓脉管系统有关。糖皮质激素引发的 BMAds 衰老导致周围血管细胞和成骨细胞继发性衰老，导致骨缺损。在患有骨质疏松症的老年人和绝经后妇女中也观察到异常的 H 型血管，这通常伴随着骨髓肥胖的增加。事实上，富含脂肪细胞的骨髓被认为对照射后的造血有明显的负面影响。然而，由脂联素重组酶 （Adipoq-Cre） 标记的祖细胞产生的 BMAds 最近被确定为干细胞因子（SCF 或 KitL）的来源，这是年轻成年小鼠正常造血所必需的。此外，Scf 转录本在来自年轻供体的人骨髓的 BMAds 中高度富集，表明 BMAds 在正常骨髓微环境中起着重要作用。最近基于单细胞 RNA-seq 的证据进一步表明，Adipoq 标记的骨髓脂肪细胞亚群对于支持骨髓脉管系统至关重要。因此，BMAds 作为维持骨髓微环境的生态位成分具有上下文依赖性功能。孤儿核受体雌激素相关受体α（ESRRA）是控制能量平衡和代谢的重要转录因子。具体来说，ESRRA在对禁食、卡路里限制、寒冷暴露或营养过剩的应激反应中是必需的。之前发现，由于空腹小鼠中富含甘油三酯的肝脏极低密度脂蛋白分泌变钝，肝脏特异性ESRRA敲除导致血脂水平降低。ESRRA还被描述为一种关键介质，参与调节昼夜代谢节律依赖性肠脂质吸收、偶联细胞代谢和肾近端小管分化或控制肝脏代谢以响应胰岛素作用和抵抗。模式图（Credit: Nature Communications）该研究通过使用 Adipoq-Cre 生成脂肪细胞特异性 Esrra 敲除小鼠，该 Adipoq-Cre 标记大多数 BMAds 和外周脂肪库。研究表明脂肪细胞ESRRA缺乏可以保护小鼠免受HFD或卵巢切除术（OVX）引起的骨质流失和高骨髓肥胖，而对外周WAT几乎没有影响。使用体外和体内方法，研究确定脂肪细胞ESRRA抑制通过相反地调节瘦素和分泌磷蛋白1（SPP1）的表达和分泌来促进骨形成并改革骨血管系统。综上所述，靶向脂肪细胞 ESRRA 可能通过同时调节瘦素和 SPP1 两种途径来阻止富含脂肪细胞的骨微环境中的促病改变。原文链接https://doi.org/10.1038/s41467-024-48255-8责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

引言钙化性主动脉瓣疾病是一种普遍存在的心血管疾病，目前尚无能够有效预防其进展的药物。因此，高效的药物递送系统可以作为药物筛选的宝贵工具，并有可能提高治疗效果。然而，由于与主动脉瓣狭窄相关的快速血流速度和缺乏特异性标志物，实现钙化性主动脉瓣疾病的靶向药物递送已被证明具有挑战性。2024年1月16日，浙江大学刘先宝、王建安及任探琛共同通讯在Nature Communications (IF=16.6)发表题为“Enhancing aortic valve drug delivery with PAR2-targeting magnetic nano-cargoes for calcification alleviation”的研究论文，该研究发现蛋白酶激活受体2（PAR2）的表达在成骨分化的瓣膜间质细胞的质膜上上调。因此，研究人员发了一种用靶向PAR2的六肽磁性纳米载体，用于双活性靶向药物递送。该研究发现，纳米载体在额外的磁场导航下有效地将XCT790输送到钙化的主动脉瓣。在高脂饮食喂养的低密度脂蛋白受体缺陷(Ldlr-/-)小鼠模型中，研究证明了纳米载体抑制了瓣膜间质细胞的成骨分化，并减轻了主动脉瓣钙化和狭窄。该研究结合了PAR2和磁靶向，在小鼠模型中为治疗钙化性主动脉瓣疾病提供了一种有效的靶向药物递送系统，具有良好的临床转化前景。钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）是一种常见的心血管疾病，发病率高，预后不良。经导管主动脉瓣置换术（TAVR）的发展显著改善了重度CAVD患者的寿命和生活质量。然而，目前还没有药物被批准用于治疗主动脉瓣钙化。因此，探索预防瓣膜钙化的有效策略可能为患者提供额外的治疗选择。作为一种慢性进展性疾病，药物的疗效和安全性，以及患者的依从性和接受度，受给药剂量和频率的影响显著。因此，能够提高药物靶向能力和减少不良副作用的策略具有广阔的应用前景，促使靶向给药系统（TDDS）的发展。然而，在CAVD方面尚未取得类似的进展。用于CAVD的TDDS的开发面临三个主要障碍。首先，主动脉瓣周围的血流速度超过4m s−1狭窄后，阻碍药物或纳米颗粒在小叶内的积聚。其次，主动脉瓣不包含毛细血管丛，限制了纳米药物在小叶中的进入和保留。第三，CAVD没有特异性靶向标志物的报道，阻碍了药物通过主动靶向的有效递送。磁靶向是提高药物递送效率的一种有前途的策略。由于对外源性磁场（EMF）的响应性，非侵入性和可穿透组织的，基于磁性纳米颗粒（MNP）的药物递送系统备受期待，尤其是针对深层组织。迄今为止，MNP主要用于肿瘤的靶向治疗。在EMF的引导下，MNPs增加了抗肿瘤药物的定位，并作为磁热力学治疗的来源。此外，磁靶向和热疗的结合已应用于深部组织内的抗感染治疗，这些组织不容易通过全身给药获得。虽然在电磁场引导下，MNP可以在病变组织周围富集，但药物锚定能力必须增强，以抵消狭窄的主动脉瓣的剧烈血流。此外，必须提高靶向精度，使纳米颗粒能够作用于致病变的瓣膜间质细胞(VICs)。在病变组织中特异性上调和暴露的细胞膜标志物可以成为药物锚定的靶标。在CAVD 进展期间，病变部位的特征是内皮损伤和VIC的成骨分化。因此，在成骨分化的VIC中高度表达的细胞膜标志物可能代表了治疗CAVD的潜在TDDS靶向位点。在构建用于CAVD的TDDS时，还必须纳入有效的治疗药物。XCT790是雌激素相关受体α（ERRα）的特异性拮抗剂，最近被发现可抑制人VIC（hVIC）的成骨分化。然而，XCT790抑制VIC成骨分化的机制尚未完全表征。此外，系统性抑制ERRα可能诱发非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、行为障碍或其他不良事件，阻碍其临床应用。同时，ERRα位于细胞核内，XCT790必须进入细胞以诱导治疗途径。因此，有效的TDDS可以提高XCT790的治疗效果并减少副作用，从而加速CAVD药物的临床转化。在此，研究寻求开发一种具有双重主动靶向能力的CAVD高效药物递送平台，以抑制 VICs 成骨分化，从而减轻主动脉瓣钙化并减少不良副作用。聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)可携带脂溶性药物XCT790，且具有良好的生物相容性和生物降解性。为了进一步增强药物在主动脉瓣中的潴留，研究在PLGA纳米颗粒的核心中镶嵌了MNP，以实现循环过程中的局部磁吸引。此外，纳米载体上涂有聚乙二醇（PEG），以增强生物相容性并逃避巨噬细胞吞噬作用。重要的是，纳米颗粒用PAR2六肽配体功能化，以确保CAVD锚定。蛋白酶激活受体-2（PAR2）靶向XCT790负载的磁性纳米颗粒用于CAVD的靶向治疗（Source: Nature Communications ）从功能上讲，一旦静脉注射，纳米载体就会通过磁场导航在钙化小叶上富集。在六肽与PAR2的结合介导下，纳米颗粒粘附在成骨分化的VICs上并被内吞。最后，XCT790释放到细胞质中，调控VICs的代谢重编程，抑制VICs的成骨分化，抑制小叶钙沉积。该研究确定了钙化VICs的细胞表面锚定位点，并设计了一种基于表面锚定和磁导航的双重主动TDDS，以实现病理性主动脉瓣靶向。该平台代表了一个强大的平台，可以潜在地为有关CAVD药物治疗效果的未解决挑战提供解决方案和想法。综上所述，本研究提出了一种具有双重靶向能力的药物递送系统的设计，为CAVD精准治疗的设计和转化提供了新的思路。原文链接https://doi.org/10.1038/s41467-024-44726-0责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观Nat Med | 黄荷凤院士/张静澜/徐晨明团队发表综合性无创产前筛查临床研究成果热文Science最新发布：全世界最前沿的125个科学问题热文不孕症治疗新方向！又一导致女性不孕的关键因素被发现热文Let-7家族miRNA或为癌症潜在免疫治疗靶点热文一项最新发现或可用于阿尔茨海默病药物开发