今天给大家分享一篇中国医学科学院医药生物技术研究所宋丹青团队在Acta Pharmaceutica Sinica B（IF=14.5）上发表的题为“Discovery and identification of EIF2AK2 as a direct key target of berberine for anti-inflammatory effects”的研究论文。文章通过基于活性的蛋白质组学分析（ABPP）技术，揭示了传统生物碱成分小檗碱在抗炎效应中直接作用的关键靶点—EIF2AK2蛋白。这项研究不仅深化了对小檗碱药理作用机制的理解，还为老药新用和基于靶向EIF2AK2的抗炎药物开发提供了新的科学依据。

译名：ABPP技术揭示小檗碱抗炎新靶点EIF2AK2

期刊：Acta Pharmaceutica Sinica B

IF：14.5

发表时间：2023.5

研究背景：

小檗碱（BBR），与二甲双胍、阿司匹林等被并称为“神药”，其药理活性广泛。除传统的抗痢疾杆菌活性外，小檗碱在II型糖尿病、高脂血症、阿尔兹海默症等方面的新生物学作用逐渐被发现和阐明。尽管BBR的直接靶标陆续被发现，但其复杂的网络机制尚未完全阐明，如果能阐明BBR的关键靶点，不仅有助于我们理解生物进化的本质，也能为新药的发现提供“可成药”的靶点。

研究结论：

选定11b作为蛋白质组学研究的功能探针

研究人员在LPS+Nigericin诱导的THP-1巨噬细胞中合成并筛选了含二苯酮基团的新型BBR光亲和探针，探针7a和11b对IL-1β的抑制效果优于BBR；通过ABPP分析和荧光扫描验证二者与靶蛋白的结合及竞争抑制性，表明其作用机制与BBR相似；并且在2.5-20μmol/L浓度范围内，探针11b的荧光强度变化更为显著，因而被选为蛋白质组学研究的功能探针。

图1 BBR探针的筛选与评价

BBR靶标蛋白分析

文章利用新型探针11b成功标记并纯化了THP-1细胞中的潜在靶蛋白，并通过LC-MS/MS分析鉴定出44种与炎症相关的20-80 kDa的蛋白质，其中6种在BBR抗炎过程中可能发挥关键作用。进一步实验发现EIF2AK2、eEF1A1、PRDX3和VPS4B这4种蛋白为BBR的潜在直接靶蛋白。

图2靶蛋白捕获和功能分析

然后，研究人员用CETSA实验验证BBR与4种靶蛋白的相互作用，发现BBR增强了这四种蛋白的热稳定性，表明BBR与这四种蛋白质之间可能存在直接相互作用。进一步使用SPR分析与Discovery Studio 4.5软件对BBR与4种蛋白进行分子对接，再次验证了BBR与这四种靶蛋白之间的特异性相互作用，其中EIF2AK2与BBR的亲和力最强。

图3 BBR与潜在靶点的亲和力研究

BBR与EIF2AK2的结合模式

通过免疫沉淀实验证实，BBR能抑制EIF2AK2的二聚化并影响其自身及底物eIF2a磷酸化。表明BBR通过作用于EIF2AK2，调控NLRP3炎症体、NF-kB p65和JNK信号通路以及SIRT1的表达，从而在细胞炎症反应、脑内抗炎机制（如阿尔茨海默病）及脂肪酸诱导的内质网应激中发挥关键作用。此外，沉默或过表达EIF2AK2能够显著改变BBR对p-JNK和SIRT1的调节效果，进一步证明BBR通过与EIF2AK2结合来调节炎症相关的脂代谢紊乱。

图4 EIF2AK2的功能研究

研究人员还通过建立四种蛋白质的过表达或沉默细胞模型，发现BBR分别通过EIF2AK2、eEF1A1、PRDX3和VPS4B依赖方式调节JNK、NF-κB、MAPK和AKT等多种信号通路，其中EIF2AK2起主导作用。

图5 BBR靶点的功能研究

EIF2AK2的体内功能验证

随后，团队进行了体内实验来进一步确认。首先构建了EIF2AK1敲除小鼠模型，结果显示，BBR可能通过靶向EIF2AK2下调IL-1β、IL-6、IL-18和TNF-α分泌。肝脏的HE染色结果同样发现，BBR可减轻EIF2AK2敲低小鼠的肝脏组织的炎症浸润。总的来说，BBR可能通过靶向EIF2AK2下调IL-1β、IL-6、IL-18和TNF-α的分泌，且具有良好的安全性。

图6 EIF2AK2体内功能验证

文章总结

该研究证实了EIF2AK2可调节多种信号转导通路，包括AKT、JNK和NF-κB通路。在最近新发现的BBR抗炎作用的4个直接靶点EIF2AK2、eEF1A1、PRDX3和VPS4B中，EIF2AK2是治疗多种炎症相关疾病的关键靶点，且具有良好的安全性。该研究充分展示了ABPP技术在解析复杂生物活性分子如小檗碱作用机制方面的强大优势，从而推动了传统药物现代化研究的步伐。

图7 BBR抗炎机制图

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