Z226407860通过抑制RBX1来减轻HDM引起的呼吸道上皮损伤和活性氧（ROS）的积累

《Bioorganic Chemistry》：Z226407860 attenuates HDM-induced airway epithelial injury and ROS accumulation via RBX1 inhibition

RBX1通过促进氧化应激和上皮屏障功能障碍驱动哮喘，Z226407860有效抑制RBX1并恢复屏障功能，为哮喘治疗提供新策略。

　　

凌峰|李莉|叶雷|袁茵|袁忠|袁马

中国南京医科大学第一附属医院呼吸与重症监护医学系。

摘要

哮喘的特点是气道炎症和上皮屏障功能障碍，但其潜在的分子机制尚未完全明了。在本研究中，我们发现RING-box蛋白1（RBX1）是气道上皮损伤的关键调节因子，在哮喘患者中其表达显著升高。机制上，RBX1的表达与活性氧（ROS）水平的增加和上皮屏障的破坏相关，可能涉及其下游靶点NOD样受体家族中的pyrin结构域包含1（NLRP1）。此外，我们证明了一种新型小分子Z226407860能有效抑制RBX1的表达，减轻ROS的积累，并恢复尘螨（HDM）刺激的支气管上皮细胞的上皮屏障完整性，且不会引起细胞毒性。这些发现表明RBX1在哮喘中驱动氧化应激和上皮损伤，提示通过药物抑制RBX1（使用Z226407860）可能是一种恢复气道上皮稳态的治疗策略。

引言

哮喘是一种慢性气道疾病，其特征是气流受限。其主要症状包括咳嗽、喘息和呼吸困难[1]。哮喘的病理机制与气道炎症和气道高反应性密切相关。据估计，全球约有3亿人患有哮喘。尽管哮喘的发病率已趋于稳定，但由于人口增长、城市化和人口老龄化等因素，总体疾病负担预计会增加[2]。

气道上皮屏障由多种细胞类型组成，包括纤毛细胞、杯状细胞、基底细胞以及较少见的离子细胞和簇细胞。稳定的物理屏障由紧密连接和粘附连接等细胞连接复合体形成。这一屏障还得到了黏液纤毛清除系统和抗菌肽的支持。这些因素共同作用，保护机体免受外部刺激并维持气道稳态[3]。在哮喘中，气道上皮在物理和免疫上都是第一道防线。它释放趋化因子和细胞因子，启动和调节免疫炎症反应[4]。当上皮受损时（例如由于嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的浸润产生活性氧（ROS）），如果ROS水平超过抗氧化能力，就会发生氧化应激。这会损害屏障功能，破坏正常的上皮活动，加重气道炎症，并促进气道重塑和高反应性，从而导致哮喘病情进展[5],[6]。

RING-box蛋白1（RBX1），也称为cullins 1调节因子（ROC1），是一种由致癌基因ROC1编码的保守小蛋白。RBX1是SKP1–Cullin–F-box（SCF）型E3泛素连接酶复合体的关键组成部分，该复合体介导许多活性蛋白的泛素化和降解。这一过程在信号转导、转录调控、细胞周期进展以及细胞生长和凋亡控制中起着关键作用[7]。先前的研究表明，RBX1在多种癌症中高表达，包括肺癌、肝癌、胃癌、食管癌、乳腺癌和结直肠癌，这种高表达与患者预后不良相关[8]。除了在肿瘤学中的作用外，RBX1还参与屏障调节；在内皮细胞中，RBX1通过促进Ras同源家族成员B（RhoB）的赖氨酸63（K63）位点泛素化来维持屏障功能，从而促进其溶酶体降解并限制过度细胞收缩[9]。此外，一项关于胃癌的研究表明，破坏RBX1与泛素结合酶E2 M（UBE2M）之间的相互作用会影响核因子红系2相关因子2（Nrf2）信号通路，使细胞更容易受到ROS的损伤[10]。尽管有这些发现，RBX1在哮喘中的作用，特别是在气道上皮屏障损伤和氧化应激中的作用，仍很大程度上尚未被探索。

在本研究中，我们旨在探讨RBX1在过敏性哮喘中的作用，特别关注其对气道上皮屏障损伤和氧化应激的贡献。此外，我们将识别并评估潜在的靶向化合物的临床相关性。本研究的结果有望为哮喘的发病机制提供新的见解，并有助于改进治疗策略。

研究片段

哮喘患者中RBX1的表达升高

在我们的初步分析中，哮喘患者血清和血浆中的RBX1水平显著高于健康对照组（图1A、B），表明RBX1可能与哮喘的发病机制有关。由于气道上皮细胞是哮喘病理的主要效应细胞，我们进一步分析了公共数据集，结果证实RBX1在气道来源的样本（包括上皮刷取物和支气管内活检）中也高表达

讨论

气道上皮是抵御外部有害刺激的第一道防线，其结构完整性的破坏是早期哮喘发病的标志，也是随后气道病理变化的关键因素[16],[17]。哮喘患者的上呼吸道和下呼吸道普遍存在上皮缺陷和通透性增加[18]。许多具有蛋白水解活性的过敏原已被证明会破坏上皮的紧密连接

结论

总之，我们的研究结果表明RBX1在哮喘发病机制中起作用，它通过促进ROS的积累和损害气道上皮屏障完整性发挥作用。同时，我们发现了一种新型化合物Z226407860，该化合物能够靶向RBX1以恢复上皮屏障稳态，从而凸显了其在哮喘治疗中的潜在作用。

临床样本收集

根据2021年全球哮喘倡议（GINA）指南[34]，2022年至2024年间在江苏省人民医院招募了哮喘患者（表S1）。作为对照组，招募了没有哮喘或慢性疾病史的健康志愿者。从所有参与者中收集了外周血样本，并分离出血浆或血清，储存在-80°C下以防止降解，避免在酶联免疫吸附测定前反复冻融

CRediT作者贡献声明

凌峰：撰写原始稿件、方法学设计、数据分析、概念构思。李莉：撰写原始稿件、方法学设计、数据分析。叶雷：撰写原始稿件、方法学设计、数据分析。袁茵：数据分析、数据管理。袁忠：撰写稿件审查与编辑、项目管理、概念构思。袁马：撰写稿件审查与编辑、项目管理、资金筹集、概念构思。

资助

本研究得到了国家自然科学基金[NSFC，编号82170031]的支持；由澳门科学技术发展基金资助的澳门科技大学质量研究国家重点实验室的开放项目[006/2023/SKL]；江苏卫生职业学院的研究项目[JKA202204]以及江苏省卫生健康委员会的医学研究项目[2023046]的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。