近日，复旦大学药学院古险峰教授团队在药物化学权威期刊Journal of Medicinal Chemistry上发表了题为“Design, Synthesis, and Bioevaluation of Novel NLRP3 Inhibitor with IBD Immunotherapy from the Virtual Screen”的研究性论文。在该项工作中，研究团队以计算机虚拟筛选获得的EBC-44274为先导化合物，通过多轮结构优化，发现了可用于炎性肠病治疗的新型NLRP3抑制剂Z48。
NLRP3是NLRP家族的重要成员，在免疫调节和炎症调节中发挥着关键作用。NLRP3炎症小体是一个多蛋白复合体，在应对微生物感染和内源性危险信号的先天免疫系统中发挥关键作用。NLRP3炎症小体的异常激活与一系列炎症和自身免疫疾病相关，突出了对NLRP3炎症小体的精确调控对于维持免疫稳态的重要性。
课题组运用计算机虚拟筛选技术，对商用化合物库和组内化合物库汇总的约260,000余个化合物进行筛选，获得10个具有NLRP3结合潜力的化合物，通过筛选实验确定了具有良好IL-1β抑制活性的先导化合物EBC-44274。并在分子动力学模拟和对接的基础上，明确了先导化合物和NLRP3的作用模式，并以此设计并合成了54个衍生物。通过对这些合成化合物体外活性的评估，课题组发现优选化合物Z48是一种新型 NLRP3抑制剂（0.26 μM in THP-1 cells and 0.21 μM in BMDMs）。实验结果表明，化合物Z48可以直接与NLRP3蛋白结合（KD = 1.05 μM），特异性抑制NLRP3炎症小体的活化，而对AIM2和NLRC4没有抑制作用。值得注意的是，Z48能有效抑制尼日利亚菌素、ATP和MSU诱导的IL-1β释放，从而确定了其作为一种广谱NLRP3炎症小体抑制剂的地位。随后的体外研究表明，Z48能有效阻断ASC的寡聚，影响NLRP3-ASC和NLRP3-NEK7的蛋白-蛋白相互作用，从而抑制NLRP3炎性体的组装。体内实验结果表明，Z48在缓解DSS引起的结肠炎方面效果显著，活性优于阳性对照SASP。但是，Z48无法影响DSS诱导的NLRP3KO小鼠的结肠炎病情，说明Z48确实是通过NLRP3炎症小体发挥抗原作用的。总之，化合物Z48具有治疗与NLRP3炎症小体相关的慢性炎症性疾病的潜力，有望成为一种新的治疗药物。
复旦大学药学院2021级博士生张子文和2022级博士生吴宏玉为该论文的共同第一作者，复旦大学药学院古险峰教授和郭薇副教授为该论文通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、上海市科委的基金项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c01445
