IF 52.7！潘胡丹/劉良院士/陳香美院士：鴉膽子苦素靶向NR4A1阻止其泛素化降解緩解系膜增生性腎小球腎炎

核受體4A1（NR4A1，也稱為Nur77，TR3）是必需的核受體超家族成員。新興證據表明NR4A1是炎癥和增殖的雙重調節因子，對腎臟病理生理學有重要影響。然而，它在MsPGN相關炎癥和MCs增殖中的作用尚不明確。截至目前，尚未發現NR4A1的明確內源性配體，因此將其命名為孤兒受體。然而，一些小分子化合物——例如Cytosporone B (CsnB)——已被證明可以結合NR4A1的LBD并調節其活性。因此，鑒定可以結合NR4A1的天然小分子配體具有重要意義。

Bruceine A （BA）是一種從鴉膽子中提取的天然化合物，具有與MsPGN致病因子一致的生物活性。除了其在糖尿病腎病中的抗炎作用外，BA還具有獨特的抗病毒特性和雙重抗腫瘤作用然而，其調節MCs炎癥和增殖的能力仍未被探索。

2025年12月5日，廣州中醫藥大學第二附屬醫院中醫證候國家重點實驗室潘胡丹/劉良院士團隊、中國人民解放軍總醫院第一醫學中心腎內科陳香美院士在STTT（IF 52.7）發表題為“Bruceine A protects nuclear receptor 4A1 from ubiquitin-degradation to alleviate mesangial proliferative glomerulonephritis”的文章。鴉膽子苦素 A（BA）與 NR4A1 的 D481/Q568 位點結合，并在體外和體內均表現出 NR4A1 依賴性的抗炎和抗增殖作用。BA 與 NR4A1 的 LBD 結合（通過 D481/Q568），從而在 K558 處通過空間位阻阻止 K48 連接的多泛素化，并穩定 NR4A1 蛋白水平。這種穩定使 NR4A1 能夠自激活其啟動子，增強 NF-κB 的轉錄抑制，最終減弱炎癥級聯反應和系膜增生，從而賦予腎臟保護作用。

摘要

核受體 4A1（NR4A1）在維持細胞內穩態方面發揮著關鍵作用，并參與多種疾病過程；然而，其在系膜增生性腎小球腎炎（MsPGN）中的功能作用和藥理學潛力尚未得到探索。在本研究中，我們發現 NR4A1 的下調通過調節系膜細胞（MCs）的炎癥和增殖反應來促進 MsPGN 的發病機制，而 NR4A1 的過表達則會逆轉這些過程。鴉膽子苦素A（BA）與 NR4A1 的 D481/Q568 位點結合，并在體外和體內均表現出 NR4A1 依賴性的抗炎和抗增殖作用。值得注意的是，腺相關病毒 9 型（AAV9）介導的 NR4A1 過表達可減輕腎小球損傷和炎癥級聯反應，而敲除 NR4A1 則會削弱 BA 的腎保護作用。BA 與 NR4A1 的配體結合域（LBD）結合，并進一步通過空間阻斷 K48 聯合多聚泛素化在 K558 位點處阻斷，從而穩定 NR4A1 蛋白水平。這種穩定狀態使得 NR4A1 能夠自動激活自身的啟動子，增強核因子κB（NF-κB）信號通路磷酸化的轉錄抑制作用，從而最終抑制炎癥級聯反應和系膜細胞增殖，實現腎臟保護。這項研究為開發針對膜性腎小球腎炎的下一代療法提供了一條有前景的治療途徑。

BA通過抑制K48連接的多泛素化在K558來穩定NR4A1，從而改善MsPGN。 (左) 在病理條件下，K48連接的多泛素化介導NR4A1的降解，從而影響其自調控轉錄活性。隨后的NF-κB激活促進炎癥細胞因子釋放和MCs增殖，加重腎損傷。 (右) BA抑制K48連接的多泛素化在K558，穩定NR4A1。這恢復了NR4A1介導的轉錄自放大和NF-κB抑制，減輕炎癥和系膜增生，從而提供腎臟保護

1.NR4A1 下調通過調節MC中的炎癥和增殖反應來促進IgAN的進展

NR4A1在IgAN進展中作為一種關鍵調節因子發揮作用，通過協調調節炎癥信號和增殖反應來促進發病機制。

圖1 NR4A1的下調通過調節MC中的炎癥和增殖反應來促進IgAN的進展

2.NR4A1 過表達逆轉了 MC 的炎癥反應和增殖

NR4A1過表達通過抑制系膜炎癥和增殖來減緩疾病進展。

圖2 NR4A1過表達逆轉了MCs的炎癥反應和增殖

3.BA與NR4A1結合親和力高，并形成緊密的相互作用

為了識別與NR4A1結合的候選化合物，從傳統中醫藥（TCM）數據庫和相關文獻中選擇了超過20種腎保護化合物進行分子對接分析。分子對接結果表明，BA理論上對NR4A1表現出很強的結合親和力（親和力?=??8.00?kcal/mol），并且像CsnB一樣，結合在NR4A1的同一口袋內。具體來說，BA在NR4A1的LBD中與谷氨酰胺568 (Q568) 和天冬氨酸481 (D481) 形成多達四個氫鍵，表明增強的結合穩定性（圖3a）。

為了進一步確認BA是否與NR4A1結合，我們在體外進行了CETSA和DARTS實驗。結果表明，BA以劑量依賴的方式保護NR4A1免受蛋白水解和高溫降解（圖3b, c）。同時，人類蛋白質組微陣列篩選獨立驗證了NR4A1作為BA結合靶點（圖3d）。值得注意的是，我們還使用SPR、MST和BLI實驗驗證了BA和NR4A1之間的結合親和力。MST結果顯示出Kd值為12.42?±?1.55?μM（圖3e），而SPR和BLI分析分別顯示出Kd值為3.62?×?10?? M和9.69?×?10???M（圖3f) 為了確定BA-NR4A1的結合特異性，我們根據對接預測生成了NR4A1突變體（D481A和Q568A），并進行了MST和SPR實驗。顯著的是，D481A/Q568A突變顯著降低了結合親和力，MST Kd增加到204.83?±?17.06?μM（圖3g）和SPR Kd增加到3.84?×?10???M（圖3h），確認這些殘基為關鍵的相互作用位點。總之，這些結果表明BA結合在NR4A1 LBD的D481和Q568。

圖3 BA與NR4A1具有高親和力并形成緊密的相互作用

4.BA通過NR4A1減輕抗thy1大鼠腎炎模型的蛋白尿和病理改變

圖4 BA對蛋白尿和病理變化的影響

5.BA通過NR4A1/NF-κB信號通路抑制MCs增殖和炎癥

圖5 BA在體外抑制MCs的增殖和炎癥

6.BA在體外以競爭性方式與CsnB結合到NR4A1上并且在體內

圖6 BA以競爭性方式與CsnB結合于體外和體內NR4A1

7.BA 緩解依賴 NR4A1 的抗 Thy1 腎炎

圖7 BA依賴于NR4A1緩解抗thy1腎炎

8.BA通過抑制K48連接的多泛素化修飾來穩定NR4A1，從而賦予腎臟保護作用

圖8 BA通過抑制K48連接的泛素化修飾K558來穩定NR4A1，從而提供腎保護

結論

我們證明了天然化合物BA通過特異性抑制K48連接的泛素化在K558，從而穩定NR4A1并抑制NF-κB驅動的炎癥來賦予腎臟保護作用。重要的是，我們建立了一種“蛋白質穩定化”的治療模式，超越了傳統的受體激活策略，解決了經典NR4A1激動劑的局限性。這些發現不僅推進了我們對核受體在腎病中調控的理解，還為在其他病理條件下靶向蛋白質穩態提供了框架，為開發新的腎病藥物提供了新的見解。

https://www.nature.com/articles/s41392-025-02495-2

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