CN114028572B - Mat2a抑制剂用于治疗哮喘的新应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了MAT2A抑制剂用于治疗哮喘的新应用。具体而言，本发明提供了MAT2A抑制剂在制备用于治疗哮喘或其相关疾病的药物中的应用。本发明还提供了MAT2A抑制剂在制备用于阻碍通用甲基供体S‑腺苷甲硫氨酸的生物合成以抑制2型天然淋巴样细胞功能的制剂中的应用。本发明还提供了MAT2A抑制剂在制备用于抑制2型天然淋巴样细胞的功能的制剂中的应用；优选地，所述抑制2型天然淋巴样细胞的功能包括抑制或降低2型天然淋巴样细胞的2型细胞因子表达。本发明还提供了以甲硫氨酸循环为靶点在筛选和/或制备用于治疗哮喘或其相关疾病的药物中的应用。

Description

MAT2A抑制剂用于治疗哮喘的新应用

技术领域

本发明是关于MAT2A抑制剂的新应用，具体而言，本发明是关于MAT2A抑制剂用于治疗哮喘的新应用，属于医药技术领域。

背景技术

哮喘是最常见的呼吸道疾病之一，目前全世界估计有3亿人患有哮喘，且病例数还在不断地增加。哮喘患者一般表现为气促、胸闷和咳嗽，同时伴随着支气管高反应性和气道炎症。哮喘的发病涉及环境和遗传因素的共同作用，并且多种细胞包括天然和获得性免疫细胞以及上皮细胞都参与其中，因此它也被认为是一种异质性疾病。通常，抗原特异性的2型辅助性T细胞(T helper 2，Th2)及其相关的2型细胞因子(主要是IL-4、IL-5和IL-13)被认为在哮喘的发病机理中起着至关重要的作用。IL-4诱导浆细胞产生IgE以激活肥大细胞，活化后的肥大细胞则释放多种炎症介质，包括细胞因子、组胺、白三烯和血清素等，从而引起血管通透性增加和平滑肌收缩。IL-5可以招募组织嗜酸性粒细胞并促进其增生，IL-13则诱导杯状细胞产生粘液，进而导致气道高反应性。有趣的是，近年来研究人员还在在哮喘患者中发现2型天然淋巴样细胞(group 2innate lymphoid cells，ILC2s)的比例显著增加。动物实验显示ILC2s在哮喘中的作用不仅局限于其在早期阶段快速产生2型细胞因子，它还参与中后期阶段Th2细胞的激活。由此可见，靶向ILC2s可能是治疗哮喘的有效手段之一。

越来越多的证据表明细胞代谢途径对免疫细胞发挥重要调控作用。例如

T细胞被认为处于静息状态，活化的效应T细胞中mTOR-HIF-1α途径诱导的糖酵解增强，而存活时间比较长的记忆T细胞通常依靠脂肪酸氧化和三羧酸循环来维持活性。目前，关于细胞代谢途径如何影响ILCs的发育和功能的报道还比较少。在已有的研究中，研究人员发现，除了转录因子外，细胞代谢如糖酵解、脂肪酸代谢和精氨酸分解代谢也对ILC2s的发育和功能非常重要。单碳代谢(One-carbon metabolism)在多种生理过程包括生物合成、氨基酸稳态、表观遗传调控等中发挥至关重要的作用。单碳代谢主要包括甲硫氨酸与叶酸循环，其中甲硫氨酸循环的中间产物S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine，SAM)作为细胞内重要的甲基供体可以通过影响DNA、RNA以及组蛋白的甲基化等表观遗传学修饰进一步调控细胞功能。最近研究显示单碳代谢对于巨噬细胞以及T细胞免疫应答均有重要调控作用，但其是否可以调控ILC2免疫应答以及是否参与哮喘发生发展尚不清楚。

甲硫氨酸代谢是胞内单碳代谢的重要组成部分，研究表明，它对胚胎干细胞的存活和分化以及炎性巨噬细胞和辅助性T细胞的激活都非常重要。首先甲硫氨酸与腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)经甲硫氨酸腺苷转移酶2A(methionineadenosyltransferase 2A，MAT2A)的催化，反应生成SAM，又称活性甲硫氨酸；SAM在DNA或组蛋白甲基转移酶催化作用下，将甲基转移至DNA或组蛋白，使其甲基化，同时生成SAH；SAH经水解酶催化生成高半胱氨酸(homocysteine，Hcy)；Hcy再在甜菜碱高半胱氨酸甲基转移酶的作用下接受来自N5-CH3-FH4的甲基，重新转变为甲硫氨酸，这个过程即为甲硫氨酸循环。研究表明，哮喘病人血清中的甲硫氨酸含量升高，提示甲硫氨酸循环可能在哮喘发生发展中发挥重要作用。

目前，尚未见以MAT2A为靶点在哮喘治疗中的报道。

发明内容

本案发明人在研究中发现，MAT2A抑制剂能够抑制ILC2s的2型细胞因子表达。在小鼠哮喘模型中也发现，MAT2A抑制剂能够降低气道嗜酸性粒细胞的浸润和改善小鼠哮喘炎症反应。

从而，一方面，本发明提供了MAT2A抑制剂在制备用于治疗哮喘或其相关疾病的药物中的应用。

另一方面，本发明还提供了MAT2A抑制剂在制备用于阻碍通用甲基供体S-腺苷甲硫氨酸的生物合成以抑制2型天然淋巴样细胞功能的制剂中的应用。

另一方面，本发明还提供了MAT2A抑制剂在制备用于抑制2型天然淋巴样细胞的功能的制剂中的应用。

根据本发明的具体实施方案，本发明中，所述MAT2A抑制剂是指降低MAT2A表达和/或阻碍其功能的物质。可以是现有技术中能够实现降低MAT2A表达和/或阻碍MAT2A功能的任何物质。

在本发明的一些具体实施方案中，所述MAT2A抑制剂包括PF9366。所述PF9366为所属领域技术人员已知的MAT2A抑制剂，其具有如下结构：

在本发明的一些具体实施方案中，所述MAT2A抑制剂包括以MAT2A转录本为靶点且能够抑制MAT2A表达或基因转录的shRNA。

根据本发明的具体实施方案，本发明中，所述MAT2A抑制剂通过靶向甲硫氨酸循环，抑制2型天然淋巴样细胞的功能，进而降低气道嗜酸性粒细胞的浸润和/或改善哮喘。

根据本发明的具体实施方案，本发明中，所述抑制2型天然淋巴样细胞的功能包括抑制或降低2型天然淋巴样细胞的2型细胞因子表达。

根据本发明的具体实施方案，本发明中，所述改善哮喘或治疗哮喘包括改善哮喘炎症反应。

另一方面，本发明还提供了以甲硫氨酸循环为靶点在筛选和/或制备用于治疗哮喘或其相关疾病的药物中的应用。

另一方面，本发明还提供了一种阻碍通用甲基供体S-腺苷甲硫氨酸的生物合成以抑制2型天然淋巴样细胞功能的方法，该方法包括：采用MAT2A抑制剂与靶细胞接触，阻碍通用甲基供体SAM的合成，从而抑制2型天然淋巴样细胞功能。本发明中，所述阻碍通用甲基供体S-腺苷甲硫氨酸的生物合成的方法，可以是体外实验方法，也可以是对个体的治疗方法。

另一方面，本发明还提供了一种抑制2型天然淋巴样细胞的功能的方法，该方法包括：采用MAT2A抑制剂与2型天然淋巴样细胞(ILC2s)接触，从而抑制2型天然淋巴样细胞的功能。本发明中，所述抑制2型天然淋巴样细胞的功能的方法，可以是体外实验方法，也可以是对个体的治疗方法。所述MAT2A抑制剂能够通过阻碍机体通用甲基供体SAM的合成来靶向ILC2s中的甲硫氨酸循环，从而抑制ILC2s的功能。

另一方面，本发明还提供了一种筛选用于治疗哮喘或其相关疾病的药物的方法，该方法包括：以ILC2s中的甲硫氨酸循环为靶点，筛选用于治疗哮喘或其相关疾病的药物。

另一方面，本发明还提供了一种治疗哮喘或其相关疾病的方法，该方法包括：以ILC2s中的甲硫氨酸循环为靶点，通过阻碍机体通用甲基供体SAM的合成来治疗哮喘或其相关疾病。具体而言，可以采用MAT2A抑制剂阻碍机体通用甲基供体SAM的合成，从而可抑制ILC2s的功能，进而降低气道嗜酸性粒细胞的浸润和改善哮喘炎症反应。

另一方面，本发明还提供了一种治疗哮喘或其相关疾病的方法，该方法包括：给予个体治疗有效量的MAT2A抑制剂。

另一方面，本发明还提供了一种治疗哮喘或其相关疾病的药物，其包括：治疗有效量的MAT2A抑制剂，以及药学上可接受的辅料。根据本发明的具体实施方案，所述药物为鼻腔给药剂型。

本发明中，所述哮喘或其相关疾病包括急性哮喘、慢性哮喘、过敏性鼻炎、鼻窦炎、慢性阻塞性肺疾病中的一种或多种。

综上所述，本发明发现了MAT2A抑制剂能够通过阻碍机体通用甲基供体SAM的合成来靶向ILC2s中的甲硫氨酸循环，从而抑制ILC2s的功能以及改善哮喘炎症反应，为临床上哮喘的治疗提供了新的靶点和思路。不仅如此，本发明所采用的鼻腔给药的方式，也能够极大地降低药物可能带来的副作用。

附图说明

图1显示MAT2A抑制剂能够抑制ILC2s的2型细胞因子表达。RT-qPCR检测20μMMAT2A抑制剂PF9366处理后ILC2s中Il5和Il13的基因表达情况。“***”代表组间具有显著性差异(P<0.001，one-way ANOVA，Tukey’s test)。

图2A至图2D显示MAT2A抑制剂处理能够减轻小鼠哮喘炎症反应。野生型小鼠经木瓜蛋白酶短期滴鼻处理，诱导急性哮喘。同时，在第-1到第3天，使用15μg PF9366或相应溶剂滴鼻处理小鼠。图2A：流式检测肺组织中嗜酸性粒细胞的浸润。图2B：肺组织和BALF中嗜酸性粒细胞的数目。图2C：BALF中IL-5和IL-13的蛋白含量。图2D：肺组织中ILC2s的数目。“*”、“**”和“***”代表组间具有显著性差异(P<0.05、P<0.01和P<0.001，one-way ANOVA，Tukey’s test)。

具体实施方式

下面将参照附图和具体实施例，对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不局限于所举实施例。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

下述实施例所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所有的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

所有实验小鼠均为C57BL/6背景，并且性别和年龄相匹配。所有实验小鼠均在清华大学实验动物中心SPF级房间饲养，温度为22-26℃，昼夜节律为12/12小时。所有操作均严格遵守国家和清华大学实验动物福利规章制度以及清华大学实验动物使用与管理委员会(IACUC)制定的相关规定。

为构建急性哮喘模型，采用异氟烷气体麻醉小鼠，然后用鼻腔滴入的方式给予20μg木瓜蛋白酶(均溶解在40μl 1×PBS中)。在第0、1和3天对小鼠木瓜蛋白酶滴鼻处理，第4天分析。对于PF9366给药，先用DMSO配制40mM PF9366母液，再用1×PBS稀释，在第-1至第3天对小鼠15μg PF9366(体积40μl)滴鼻处理。

1.MAT2A抑制剂抑制ILC2s的2型细胞因子表达

MAT2A是催化甲硫氨酸和ATP反应生成SAM的关键酶，因此MAT2A抑制剂PF9366的使用将会抑制SAM的合成，达到靶向甲硫氨酸循环的作用。本发明中，采用20μM MAT2A抑制剂PF9366体外处理ILC2s，RT-qPCR检测处理后ILC2s中2型细胞因子Il5和Il13的基因表达情况。体外实验显示，PF9366处理显著抑制了ILC2s中Il5和Il13的基因表达(图1)。

2.MAT2A抑制剂处理改善哮喘炎症反应

本发明中构建了小鼠哮喘模型，探究MAT2A抑制剂在体内的作用。野生型小鼠经木瓜蛋白酶短期滴鼻处理，诱导急性哮喘。同时，在第-1到第3天，使用15μg PF9366或相应溶剂滴鼻处理小鼠。第4天，流式检测肺组织中嗜酸性粒细胞的浸润，检测肺组织和BALF中嗜酸性粒细胞的数目，检测BALF中IL-5和IL-13的蛋白含量，检测肺组织中ILC2s的数目。

结果显示，本发明采用滴鼻的方式对小鼠进行PF9366给药处理，PF9366滴鼻给药能够显著改善木瓜蛋白酶诱导的急性哮喘炎症反应，包括减少肺组织和BALF中嗜酸性粒细胞的浸润，以及降低肺组织中ILC2s的数目和BALF中2型细胞因子IL-5和IL-13的浓度(图2A-图2D)。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1. MAT2A抑制剂在制备用于阻碍通用甲基供体S-腺苷甲硫氨酸的生物合成以抑制2型天然淋巴样细胞功能的制剂中的应用，其中所述MAT2A抑制剂包括PF9366。

2. MAT2A抑制剂在制备用于抑制2型天然淋巴样细胞的功能的制剂中的应用，其中所述MAT2A抑制剂包括PF9366。

3.根据权利要求2所述的应用，其中，所述抑制2型天然淋巴样细胞的功能包括抑制或降低2型天然淋巴样细胞的2型细胞因子表达。

4.根据权利要求1-3任一项所述的应用，其中，所述MAT2A抑制剂通过靶向甲硫氨酸循环，抑制2型天然淋巴样细胞的功能，进而降低气道嗜酸性粒细胞的浸润和/或改善哮喘。

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