四川大學華西醫(yī)院高原醫(yī)學中心羅鳳鳴/鄧成/生物治療全國重點實驗室顏微/邵振華團隊于2025年2月20日在《Nature Communications》在線發(fā)表研究論文“S1PR1-biased activation drives the resolution of endothelial dysfunction-associated inflammatory diseases by maintaining endothelial integrity”。該研究闡明了S1PR1偏向性激活Gi信號通路，維持內(nèi)皮完整性來驅(qū)動與內(nèi)皮功能障礙相關(guān)炎癥疾病的作用機制，為內(nèi)皮功能障礙相關(guān)疾?。ㄈ缪装Y性腸病和肺纖維化）治療提供全新治療策略。

近期，免疫療法在炎癥性腸?。↖BD）的臨床治療中取得階段性突破，但當前方案對IBD的緩解率仍低至20%-30%，且伴隨未解決的并發(fā)癥，如感染、流感樣癥狀和心悸。內(nèi)皮細胞（ECs）作為血管和淋巴管的主要組成部分，在器官再生、纖維化、癌癥發(fā)展及抗粘附與選擇性滲透交換屏障中發(fā)揮關(guān)鍵作用。IBD血管生成中的內(nèi)皮擴張是活動性腸道疾病的標志，與疾病嚴重程度密切相關(guān)。在IBD中，內(nèi)皮細胞功能障礙導致屏障完整性受損，進而引發(fā)血管發(fā)育不良、白細胞滲透性增強及炎癥反應(yīng)加劇。因此，旨在通過維持內(nèi)皮屏障完整性來改善疾病預(yù)后，針對內(nèi)皮細胞功能的治療策略成為當前IBD研究的重要方向。

S1PR1基因編碼內(nèi)源性鞘脂1磷酸（S1P）配體的G蛋白偶聯(lián)受體，近年來成為IBD治療的潛在靶點。S1P-S1PR1相互作用在淋巴細胞外流、趨化及免疫調(diào)節(jié)中起重要作用，同時影響細胞增殖、存活及腫瘤血管生成。盡管FDA批準的S1PR1調(diào)節(jié)劑（如芬戈莫德和奧扎尼莫德）通過減少循環(huán)淋巴細胞對潰瘍性結(jié)腸炎（UC）表現(xiàn)出療效，但其低特異性S1PR1親和力及潛在不良反應(yīng)（如心血管疾病和感染風險）限制了其廣泛臨床應(yīng)用。研究表明，S1PR1在血管內(nèi)皮細胞中的表達可抑制血管生成并促進血管穩(wěn)定，提示靶向內(nèi)皮細胞中的S1PR1可能為IBD治療提供新途徑。

研究發(fā)現(xiàn)，S1PR1在IBD患者和葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的結(jié)腸炎小鼠模型的結(jié)腸內(nèi)皮細胞中高表達，并且S1PR1的表達水平與IBD的疾病進展呈正相關(guān)。連續(xù)4天腹腔注射S1PR1的激動劑SAR247799后，能夠恢復(fù)DSS和三硝基苯磺酸（TNBS）誘導結(jié)腸炎小鼠的內(nèi)皮屏障完整性，有效緩解IBD的發(fā)生發(fā)展，表明SAR247799在結(jié)腸炎治療中具有巨大治療潛力（圖1）。

圖1. SAR247799在結(jié)腸炎治療中具有顯著療效

早期研究表明S1PR1存在復(fù)雜的下游信號通路，不同信號通路在S1PR1的疾病治療中的作用尚不明確。為了揭示SAR247799發(fā)揮治療IBD潛力的分子機制，本研究進一步通過細胞信號轉(zhuǎn)導實驗，發(fā)現(xiàn)SAR247799與S1PR1的另一個上市藥物FTY720-P相比，具有顯著的Gi信號偏向性（圖 2a，2b），這提示了S1PR1介導的偏向性Gi信號激活與SAR247799的IBD治療作用相關(guān)。

通過單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，該研究首次解析了SAR247799與S1PR1-Gi1結(jié)合的三維結(jié)構(gòu)（圖 2c），揭示了藥物識別受體及其偏向Gi信號的分子機制。SAR247799和FTY720-P具有相似的受體結(jié)合模式，都位于正位結(jié)合口袋，極性頭部位于結(jié)合口袋上方。相比FTY720-P的長單鏈疏水尾巴，SAR247799的尾部具有芳香環(huán)和極性基團，與受體的特定殘基形成了與GTY720-P不同的作用模式（圖2d）。

結(jié)合蛋白質(zhì)Atlas Contact腳本，本研究詳細計算和評估了S1PR1與配體相互作用的殘基，將配體結(jié)合口袋中的殘基分為三個功能區(qū)域，并結(jié)合信號轉(zhuǎn)導等藥理功能實驗，明確了與SAR247799直接相互作用的殘基S1293.37, V194ECL2 和 L1744.56在偏向性Gi信號通路激活中發(fā)揮了重要作用（圖2e），這為靶向S1PR1的Gi信號通路偏向性藥物的設(shè)計提供有力依據(jù)。為進一步驗證其Gi信號偏向性在結(jié)腸炎治療中的必要性，研究者進一步通過Gi敲除鼠模型，證實了SAR247799的炎癥性疾病治療效果與Gi信號通路的激活直接相關(guān)，這為IBD治療提供了新的理論依據(jù)和潛在治療策略。

圖2. SAR247799結(jié)合S1PR1并介導Gi信號偏向性機制

GPCR偏向性激活的研究在分子機制、信號通路、生理病理意義和藥物開發(fā)方面取得顯著進展。物種起源研究表明，偏向性激活機制在進化中高度保守，但也存在物種特異性。不同物種的GPCR在偏向性激活上表現(xiàn)出功能分化，適應(yīng)其特定生理需求，環(huán)境壓力和生理需求推動GPCR偏向性激活機制的進化，形成物種特異性。偏向性起源問題在脊椎動物中一直沒有得到解決。從分子進化角度我們發(fā)現(xiàn)了SAR247799-S1PR1偏向性結(jié)合位點起源于四足動物，SAR-S1PR1的binding pocket 在四足動物中保守（圖3）。

圖3　GPCR-Gi偏向性激活物種保守性

目前，集萃藥康已開發(fā)一系列IBD小鼠模型，如DSS誘導的UC小鼠模型、DNBS誘導的CD小鼠模型和T005959 B6-IL-10-KO小鼠模型。這些模型可為不同的IBD藥物開發(fā)提供積極助力。歡迎通過集萃藥康小鼠商城深入了解。