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Eriocalyxin B ameliorates experimental autoimmune encephalomyelitis by suppressi.pdf
来自上海交通大学医学院,中科院上海生命科学研究所健康科学研究院瑞金医院,上海血液学研究所医学基因组学国家重点实验室的研究人员发现一种从疏花毛萼香茶菜(Isodon eriocalyx)植物中提取的萜类化合物Eriocalyxin B(EriB)可以有效治疗一种自身免疫性疾病,多发性硬化。文章发表在美国科学院院刊PNAS上。
多发性硬化是一种典型的自身免疫性疾病,其特征性改变是中枢神经系统,就是大脑和脊髓内神经纤维脱髓鞘,神经纤维是神经细胞之间建立信号联系的线路,髓鞘就是这些线路上的绝缘材料,脱髓鞘显然会导致神经细胞之间通讯障碍,必然出现功能障碍。这个疾病常反复发作,持续加重,发病年龄多中年,预后极差,虽然有几个治疗药物,但都难以治愈。在西方国家,这个疾病的研究在中枢神经系统疾病中仅次于肿瘤。另外有个原因是这个疾病的模型特别给力,可以说疾病模型中的典范。早期用脊髓组织之间免疫动物,现在主要用髓鞘蛋白的特殊片断来免疫,效果非常理想,模型的表现和人类非常类似。这也是吸引大批学者开展这一研究的重要原因。不过中国这个疾病过去发病率不高,现在不知道为什么越来越高,2002年我在加拿大就从事这个疾病的研究,当时国内几乎没有人做这个方面的研究,但现在已经是众所周知了。自身免疫性疾病,当然和炎症关系密切了。
该小组过去曾经研究过EriB,发现这个中药提取物具有通过活性氧抑制NFkB的作用,于是想到用这个药物治疗多发性硬化看看如何?
首先看治疗效果,当然主要是用症状表现,两种给药方法,一是在症状出现后治疗,发现效果不错,至少比氨甲蝶呤更好一些,另外一种是在模型制备过程中预防性治疗,可以延缓发病,说明预防比治疗更有效(不知道可否这样判断)。随后从中枢炎症和脱髓鞘角度(多发性硬化自然需要从这个角度研究),主要采用形态学研究,用HE染色、髓鞘染色、单核细胞和CD4免疫阳性细胞染色。结果发现和症状效果相符,而且发现炎症细胞浸润,特别上CD4免疫阳性细胞增加受到药物的阻断。
采用细胞移植方法,将疾病动物的致脑炎T抑制给辐射处理动物,可以使正常动物出现典型的表现,如果经过EriB治疗,这种动物无法“传染”给正常动物。提示治疗有效是因为自激活细胞Autoreactive T Cells受到药物抑制。
既然CD4免疫阳性细胞受到影响,继续普查各种可能的炎症细胞,例如用CD4, CD8, B220和CD11b分别标记来自脾脏和脑内的T 、B、巨噬和小胶,结果发现CD4阳性T细胞和CD11b阳性的巨噬和小胶细胞受到药物的影响明显。(没有正常对照,不知道其他几个细胞本身在这疾病中的重要性如何。)
从CD4阳性T细胞出发,继续追踪亚型细胞,结果发现CD4阳性的Th1(IFNγ+)和Th17 (CD4+/IL17+)细胞比较重要,而另外重要的细胞如Treg和Th2 (CD4+/IL4+) and Treg (CD4+/Foxp3+)没有什么关系。
既然找到细胞类型了,总少不了看看什么分子在发挥重要作用。听说STAT类转录因子很重要,那就把经过治疗模型动物的脾脏细胞取出来,用脊髓蛋白进行再处理(体外激活),然后对细胞的各种STAT磷酸化水平进行分析,结果发现除STAT6外,其他几个兄弟STAT1, STAT4, STAT3,和Jak1/2都受到明显影响。用CD4+细胞获得类似的结果。(好像STAT有个有名的抑制剂药物治疗多发性骨髓瘤)。然后,作者又用6个患者的外周血CD4阳性证明该药物处理可以减少这些细胞释放干扰素和IL-17.
作者从活性氧角度解释上述效应,先用CD4阳性细胞用药物处理,结果发现细胞内活性氧增加了50%(微不足道),而NAC可以翻转这种效应,而且可以翻转药物引起的Th1和 Th17增殖抑制效应,而且IL17的mRNA和STAT的磷酸化水平改变都受到翻转。最后作者又从NFkB角度分析了该药物的治疗机制。
其他背景介绍
该课题组曾经在2007年报道过这一化学物的研究,他们发现EriB靶向AML1-ETO原癌蛋白激活细胞凋亡途经治疗白血病,这说明这是一种治疗白血病的潜在药物,研究成果发表在《Cell Death and Differentiation》杂志上。在最新研究中,研究人员发现EriB在治疗实验性变态反应性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)上具有疗效,这是一种T细胞介导的中枢神经系统(central nervous system, CNS)脱髓鞘疾病,是人类脱髓鞘疾病 ——多发性硬化 (multiple sclerosis, MS)的经典动物模型。
研究人员在一个过继转移EAE模型中,利用EriB进行治疗,结果发现髓鞘少突胶质细胞糖蛋白引发的脑脊椎炎T细胞应答消失了,研究人员认为其中的作用机理为EriB抑制了T辅助细胞(Th)1和Th17细胞的细胞分化,这是通过Janus激酶/信号转导因子,以及转录激活因子,转录因子NF-κB信号通路作用因子,和活性氧种类增加而实现的。
这些研究结果进一步表明,EriB能通过靶向关键信号通路,选择性调控Th1和Th17细胞,发挥强有力的抗炎作用,这不仅有助于癌症治疗的研发,也为自身免疫疾病的治疗,也提出了一种独特的治疗方向。
关于萜类化合物
萜类化合物就是指存在自然界中、分子式为异戊二烯单位的倍数的烃类及其含氧衍生物。这些含氧衍生物可以是醇、醛、酮、羧酸、酯等。萜类化合物实际上在自然界中广泛存在,包括高等植物、真菌、微生物、昆虫以及海洋生物,均有萜类成分存在。某些动物的激素、维生素等也属于萜类化合物。萜类化合物是中草药中一类比较重要的化合物,已经发现很多萜类化合物是中草药的有效成分,萜类化合物是构成某些植物的香精、树脂、色素等的主要成分。如玫瑰油、桉叶油、松脂等都含有多种萜类化合物。萜类化合物是一类重要的天然香料,是化妆品工业和食品工业不可缺少的原料。
感谢通讯作者之一陈赛娟教授提供全文供学习。
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