《Translational Research》：Selective Inhibition of STAT3 Transcriptional Activity by Novel Small Molecules Alleviates the Development of Lupus in Mice
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金美善（Mi-Sun Kim）| 白旭英（Wook-Young Baek）| 李相元（Sang-Won Lee）| 韩在浩（Jae-Ho Han）| 李相鹤（Sang-Hak Lee）| 李道亨（Do-Hyung Lee）| 姜成喜（Seung-Hee Kang）| 韩正焕（Je
金美善（Mi-Sun Kim）| 白旭英（Wook-Young Baek）| 李相元（Sang-Won Lee）| 韩在浩（Jae-Ho Han）| 李相鹤（Sang-Hak Lee）| 李道亨（Do-Hyung Lee）| 姜成喜（Seung-Hee Kang）| 韩正焕（Jeung-Whan Han）| 苏昌熙（Chang-Hee Suh）
韩国水原市Jangan-gu Seobu-ro 2066号，成均馆大学药学系，邮编16419
摘要
信号转导子和转录激活因子3（STAT3）可被多种细胞因子激活，包括白细胞介素（IL）-6、IL-17和IL-23，这些细胞因子与系统性红斑狼疮（SLE）的发病机制有关。STAT3的激活在免疫系统失调中起着关键作用。抑制Janus激活激酶（JAK）/STAT3通路在动物模型和狼疮患者中的疗效已经得到证实。然而，现有的许多STAT3抑制剂缺乏特异性。本研究旨在探讨两种新型小分子Huchembio（HCB）-5009和HCB-5018在缓解疾病严重程度方面的疗效。通过MRL/lpr易患狼疮的小鼠模型，研究了HCB-5009和HCB-5018通过与STAT3相关信号通路和炎症细胞因子的调节来发挥作用的潜在机制。21只雌性MRL/lpr小鼠接受了为期4周的治疗，并评估了SLE的关键标志物和蛋白质的表达情况。使用萤光素酶报告基因检测法评估了这些化合物对多种稳定细胞系中STAT信号通路的影响。接受HCB分子治疗的小鼠表现出狼疮症状的改善，抗dsDNA抗体和炎症细胞因子水平降低，C3补体水平升高。肾脏组织的组织病理学分析证实，HCB分子抑制了MRL/lpr小鼠的炎症，表明STAT3通路参与了狼疮的进展，观察到的效果与STAT3相关通路的调节一致。总体而言，这些结果表明HCB分子在狼疮小鼠模型中具有治疗效果，这种效果与STAT3通路的调节有关，尤其是HCB-5018的机制观察结果提供了有力支持。进一步的研究，包括详细的药代动力学和机制分析，将有助于全面阐明其作用机制。
引言
系统性红斑狼疮（SLE）的特点是由于免疫耐受性的破坏，导致免疫系统异常攻击正常组织
[1]。尽管SLE的确切病因仍不明确，但其发病机制涉及遗传、环境和激素因素的复杂相互作用，尤其是促炎细胞因子的过度产生[2, 3]。这种失衡触发了自身抗体的过量和对自身抗原的耐受性丧失。这一炎症级联反应中的关键因子包括白细胞介素（IL）-1β、IL-6、IL-17、IL-21、IL-23[4, 5, 6]、肿瘤坏死因子-α（TNF-α[7]和I型干扰素。这些细胞因子的大部分生物效应主要是通过Janus激活激酶（JAK）/信号转导子和转录激活因子（STAT）3通路介导的[8]。细胞因子平衡的破坏极大地加剧了免疫系统的失调和SLE的发展[9, 10]。STAT3在将细胞因子和生长因子的信号传递到细胞核中发挥着关键作用，调控与免疫反应、炎症和细胞存活相关的基因表达[11, 12]。STAT3表达的失调与多种病理状况有关，包括癌症和炎症性疾病[13, 14]。在SLE患者中，STAT3的激活增强，尤其是在T细胞中，与IL-17水平升高和Th17细胞数量增加相关[15, 16]。IL-17/STAT3轴的失调加重了疾病严重程度，尤其是在狼疮性肾炎（LN）中，这表现为IL-17水平的升高[15, 17]。此外，STAT3促进了T细胞的分化，特别是在T滤泡辅助（Tfh）和Th17细胞等亚群中[18, 19]，这些细胞在SLE的发展中起着至关重要的作用。在MRL/lpr易患狼疮的小鼠中观察到了STAT3的激活；然而，T细胞特异性STAT3缺陷可防止LN的发展[20, 21]。STAT3促进B细胞分化为产生自身抗体的浆细胞[22]，过度的STAT3激活可能导致组织损伤和纤维化，这在LN中很常见[21, 23]。这一发现强调了STAT3在SLE发病机制中的关键作用。
在狼疮的动物模型和患者中，抑制JAK/STAT3通路的疗效已经得到证实，这支持了其治疗潜力的日益认可[17, 20, 24, 25, 26, 27, 28]。在易患狼疮的小鼠模型中，抑制STAT3表达可防止LN的发展，并减少抗dsDNA抗体和炎症细胞因子的产生。这一发现强调了STAT3在SLE发展中的关键作用，表明STAT3可能是一个可行的治疗靶点。然而，许多现有的STAT3抑制剂缺乏特异性，这使得难以将观察到的治疗效果完全归因于STAT3活性的抑制。
最近，我们发现了两种新型的选择性STAT3抑制剂Huchembio（HCB）-5009和HCB-5018，它们具有很高的结构同源性。在这项研究中，我们假设这些抑制剂可以通过抑制STAT3和炎症细胞的表达来减轻疾病活动。具体来说，本研究旨在探讨HCB-5009和HCB-5018通过下调MRL/lpr易患狼疮小鼠中STAT3和炎症细胞的表达来减轻疾病严重程度的潜在疗效。本研究的结果可以加深对STAT3信号在SLE发展中的作用的理解，为其作为治疗靶点的潜力提供宝贵的见解。
章节片段
实验设计
从美国缅因州Bar Harbor的Jackson实验室购买了21只初始体重约为30–40克的雌性MRL/lpr小鼠。实验开始前，这些小鼠被允许适应一周。所有动物实验程序均经过Ajou大学医学中心的机构动物护理和使用委员会审查并获得批准（批准编号：2022-0067）。这些小鼠按照特定无病原体条件进行饲养和维护
HCB分子选择性抑制STAT3转录活性
HCB-5009和HCB-5018是选择性抑制STAT3转录活性的小分子，可以通过口服给药。为了评估其选择性，我们使用萤光素酶检测法检测了各种STAT亚型的转录活性。HCB-5009和HCB-5018对STAT3表现出高选择性；它们的半数抑制浓度（IC50）分别为0.30 ± 0.095 μM和0.038 ± 0.006 μM
讨论
目前SLE的治疗选择包括抗疟药、糖皮质激素、免疫抑制剂和生物制剂，如贝利木单抗（belimumab）和阿尼夫鲁单抗（anifrolumab）[32]。尽管这些治疗方法安全性较高且有效，但在临床试验中许多并未显示出显著益处[33]。此外，由于长期使用类固醇和广泛的免疫抑制带来的不良影响，SLE的免疫抑制治疗应用仍然受到限制，这显著增加了
STAT3A：一种负责转导细胞生长和免疫反应信号的转录因子
系统性红斑狼疮（SLE）：一种慢性自身免疫性疾病
HCB-5018和HCB-5009：本研究中开发并测试的小分子STAT3抑制剂
STAT1和STAT4：其他参与免疫调节的STAT家族转录因子
IL-6、IL-17和IL-21：参与免疫信号传导和炎症的细胞因子
Janus激酶（JAK）：细胞因子信号通路中的关键信号转导因子
Th17：
M.S.K.：概念构思、研究设计、方法论、验证、撰写——初稿。W.Y.B.：概念构思、研究设计、方法论、验证、撰写——初稿。S.W.L.：研究设计、方法论、验证。J.H.H.：研究设计、方法论。S.H.L.：研究设计。D.H.L.：研究设计、方法论。S.H.K.：研究设计、方法论。J.W.H.：概念构思、监督。C.H.S.：概念构思、资金获取、监督、撰写——审阅
本研究得到了韩国卫生福利部的支持[资助编号HR16C0001]
金美善（Mi-Sun Kim）：撰写——初稿、验证、方法论、研究、概念构思。白旭英（Wook-Young Baek）：撰写——初稿、验证、方法论、研究、概念构思。李相元（Sang-Won Lee）：验证、方法论、研究。韩在浩（Jae-Ho Han）：方法论、研究。李相鹤（Sang-Hak Lee）：方法论、研究。李道亨（Do-Hyung Lee）：方法论、研究。姜成喜（Seung-Hee Kang）：方法论、研究。韩正焕（Jeung-Whan Han）：监督、概念构思。苏昌熙（Chang-Hee Suh）：撰写——
作者声明本研究使用了Huchembio开发的专有化合物，其中一名或多名作者也是该公司的成员。研究的设计、实施和解释由研究团队独立完成。作者没有其他需要声明的利益冲突。
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