在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：81930107，81825023，82174013）等資助下，我校中藥學(xué)院齊煉文/張蕾課題組、多靶標(biāo)天然藥物全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李萍課題組、江蘇省人民醫(yī)院劉康課題組等合作開(kāi)展慢性腎病的靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與藥物研發(fā)，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)氨酸酶NEU1是誘發(fā)慢性腎病的關(guān)鍵因子，篩選并確證丹參中丹酚酸B是NEU1的天然高親和抑制劑并依賴(lài)NEU1發(fā)揮防治腎纖維化的作用。相關(guān)研究成果以“Neuraminidase 1 promotes renal fibrosis development in male mice”為題，長(zhǎng)文形式于2023年3月27日在Nature Communications上在線(xiàn)發(fā)表，論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-37450-8。
神經(jīng)氨酸酶（Neuraminidase）的研究主要集中在流感病毒領(lǐng)域，該類(lèi)蛋白在流感病毒的復(fù)制、侵襲中扮演了重要角色，是公認(rèn)的抗病毒藥物作用靶點(diǎn)。近年來(lái)，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)氨酸酶家族在哺乳動(dòng)物的多個(gè)組織中表達(dá)，相比被廣泛研究的病毒神經(jīng)氨酸酶，哺乳動(dòng)物神經(jīng)氨酸酶的結(jié)構(gòu)功能、參與機(jī)體病理生理過(guò)程、調(diào)控分子機(jī)制尚不十分清楚。齊煉文/張蕾課題組圍繞神經(jīng)氨酸酶NEU1在哺乳動(dòng)物中的生物功能與藥物研發(fā)開(kāi)展了系列研究，發(fā)現(xiàn)NEU1是水解釋放代謝信號(hào)分子Neu5Ac、決定其體內(nèi)循環(huán)濃度的重要節(jié)點(diǎn)蛋白（Circulation, 2018, 137, 1374-1390）；發(fā)現(xiàn)NEU1是誘導(dǎo)心肌肥厚/心衰的啟動(dòng)因子和可干預(yù)靶標(biāo)（Eur Heart J, 2021, 42: 3770-3782）。
本項(xiàng)研究原創(chuàng)性揭示了NEU1在慢性腎病中的新功能、新機(jī)制、新藥物。研究人員首先基于臨床樣本、多種腎纖維化動(dòng)物、細(xì)胞模型，發(fā)現(xiàn)NEU1在腎纖維化中過(guò)度活化。應(yīng)用免疫熒光技術(shù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的NEU1主要定位在腎小管上皮細(xì)胞中。進(jìn)一步構(gòu)建了腎小管上皮細(xì)胞特異性NEU1敲除和過(guò)表達(dá)小鼠，在單側(cè)輸尿管結(jié)扎（UUO）和葉酸（FA）刺激模型下，敲除NEU1抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、炎細(xì)胞因子產(chǎn)生和膠原沉積，從而改善腎纖維化、對(duì)抗腎損傷；相反，過(guò)表達(dá)NEU1則加重UUO誘導(dǎo)的腎纖維化。采用PCR array、Co-IP、BiFC、PLA等技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)NEU1選擇性結(jié)合TGFβ I型受體ALK5，截短質(zhì)粒、SPR技術(shù)明確NEU1與ALK5的160-200氨基酸區(qū)域結(jié)合，從而穩(wěn)定ALK5，促使ALK5-Smad2/3信號(hào)通路持續(xù)激活，誘發(fā)腎纖維化發(fā)生發(fā)展。
研究人員進(jìn)一步以人源NEU1為靶點(diǎn)，從中藥中篩選具有腎臟保護(hù)作用的活性成分。從近百個(gè)中藥單體化合物中發(fā)現(xiàn)中藥丹參中的丹酚酸B與人源NEU1重組蛋白具有極強(qiáng)親和力（KD = 21.57 nM），是其他酚酸類(lèi)成分如丹酚酸A結(jié)合能力的1000倍；通過(guò)動(dòng)物水平研究，明確了丹酚酸B抑制NEU1、對(duì)抗ALK5-Smad2/3通路激活改善腎纖維化；利用NEU1敲除小鼠，證實(shí)丹酚酸B依賴(lài)于NEU1對(duì)抗腎損傷，為揭示丹參發(fā)揮腎保護(hù)作用的科學(xué)內(nèi)涵提供直接靶點(diǎn)證據(jù)（圖）。
該研究的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：從臨床-動(dòng)物-細(xì)胞等多水平闡明NEU1是誘發(fā)慢性腎病的關(guān)鍵因子，NEU1通過(guò)選擇性結(jié)合ALK5 162-200結(jié)構(gòu)域激活A(yù)LK5-Smad2/3信號(hào)通路誘導(dǎo)腎纖維化，篩選發(fā)現(xiàn)丹參中丹酚酸B靶向NEU1發(fā)揮腎保護(hù)作用。該研究從靶向NEU1途徑為慢性腎病的臨床治療和藥物研發(fā)開(kāi)拓了新方向，為丹參防治腎損傷的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
圖：慢性腎病的關(guān)鍵因子NEU1及其抑制劑丹酚酸B調(diào)控機(jī)制
（供稿單位：中藥學(xué)院，撰寫(xiě)人：汪永生，審稿人：黃欣、鄭詩(shī)翌）