尼莫利德通过阻断NEK7与NLRP3的相互作用来抑制NLRP3炎性小体的激活，从而缓解败血症引起的肺损伤

《International Immunopharmacology》：Nimbolide inhibits NLRP3 inflammasome activation via blocking NEK7-NLRP3 interaction and alleviates sepsis-induced lung injury

本研究通过筛选天然化合物库，发现印度 neem叶中的 limonoid类化合物Nimbolide能有效抑制NLRP3炎症小体，机制包括阻断NEK7-NLRP3结合及ASC多聚化，并通过分子对接验证其高亲和力结合，动物模型显示其可减轻肺损伤。该天然抑制剂为脓毒症相关急性肺损伤提供新疗法。

　　

XueYi Wang|JunMei Li|BoWen Yu|HuanHuan Gong|ZhanChuan Li|Yang Bai

中南大学第三湘雅医院血液与重症医学系，中国长沙410013

摘要

背景

脓毒症相关急性肺损伤（ALI）仍然是一个具有有限治疗选择的严重临床挑战。NLRP3炎性体在ALI中驱动病理炎症，然而现有抑制剂的临床转化受到毒性的阻碍。天然产物提供了更安全的替代方案，但它们针对NLRP3组装的机制尚未明确。

方法

我们使用LPS/尼日尔菌素刺激的小鼠腹膜巨噬细胞筛选天然化合物库中的NLRP3抑制剂，并通过ELISA检测IL-1β的释放。机制研究包括免疫沉淀（NEK7-NLRP3/ASC-NLRP3相互作用）、ASC寡聚化/斑点形成测定、DARTS、CETSA和分子对接。在LPS诱导的ALI和内毒素血症小鼠模型中评估了体内疗效（组织病理学、细胞因子分析、免疫印迹）。

结果

尼莫利德被鉴定为一种强效的NLRP3抑制剂。它以剂量依赖性方式抑制小鼠/人类（THP-1）巨噬细胞中的IL-1β分泌和caspase-1/GSDMD切割，而不影响AIM2/NLRC4炎性体或TNF-α的产生。在机制上，尼莫利德破坏了NEK7-NLRP3结合和ASC寡聚化，从而阻断NLRP3炎性体的组装。进一步研究表明，尼莫利德通过细胞热位移测定（CETSA）增强了NLRP3的热稳定性，通过药物亲和力响应目标稳定性（DARTS）测定显示出蛋白酶抗性，并通过分子对接研究显示出与NLRP3的高亲和力结合，结合能为?7.62 kcal/mol。这些结果共同表明尼莫利德可以直接结合NLRP3。在体内，尼莫利德降低了肺部的IL-1β水平，抑制了GSDMD切割，并减轻了肺损伤。

结论

尼莫利德是一种新的天然抑制剂，可选择性地靶向NLRP3界面并阻断NLRP3炎性体的激活，为NLRP3驱动的炎症性疾病（如脓毒症相关ALI）提供了有希望的治疗策略。

引言

脓毒症是一种由感染引发的危及生命的系统性炎症反应综合征，其特征是宿主免疫稳态的严重失调，导致进行性多器官功能障碍综合征（MODS）[1,2]。在脓毒症相关的器官损伤中，由于肺部的独特解剖和生理特征，肺部特别容易受到影响[3]。临床证据表明，40-60%的脓毒症患者会发展成急性肺损伤（ALI）或其更严重的形式——急性呼吸窘迫综合征（ARDS）[4]，其病理特征包括弥漫性肺泡损伤、肺微血管通透性增加、非心源性肺水肿和难治性低氧血症[5]。

最近对脓毒症发病机制的理解取得了进展，特别是对焦亡和线粒体功能障碍的作用的认识，治疗策略已从传统的抗生素治疗发展到多靶点干预[6]。尽管对新型疗法进行了广泛研究，目前的临床管理仍然主要是支持性的，依赖于保护性机械通气、限制性液体策略和广谱抗生素[7]。然而，这些方法在降低脓毒症引起的肺损伤持续高死亡率方面效果有限，这突显了迫切需要探索更针对性的治疗策略。

NLRP3炎性体在脓毒症及相关ALI中受到了越来越多的关注。作为关键的先天免疫传感器，NLRP3炎性体由NLRP3受体蛋白、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）和caspase-1组成[8]。在病原体相关分子模式（PAMPs）或损伤相关分子模式（DAMPs）的激活下，NLRP3寡聚化以招募ASC并激活caspase-1[9]。激活的caspase-1切割gasdermin D（GSDMD）以诱导焦亡，同时将pro-IL-1β和pro-IL-18加工成熟形式，从而放大炎症级联反应。在脓毒症相关的ALI中，巨噬细胞中过度的NLRP3炎性体激活会驱动大量的IL-1β/IL-18释放，加剧肺组织损伤[[10], [11], [12]]。尽管像MCC950和OLT1177这样的NLRP3抑制剂在减轻ALI严重程度方面显示出疗效，但临床研究揭示了显著的毒性，这阻碍了它们的临床开发[[13], [14], [15], [16]]，突显了需要识别更安全的NLRP3抑制剂来治疗脓毒症及相关ALI[17,18]。

天然化合物提供了大量化学结构多样的分子，具有独特的生物学特性。植物来源的代谢物经过长期共同进化，通常表现出更好的安全性，并具有复杂的立体结构，可以靶向常规小分子无法到达的蛋白质界面。许多天然产物，例如临床成功的青蒿素及其衍生物[19,20]，表现出优异的人体耐受性，并具有广泛的治疗潜力。

尼莫利德是一种从Azadirachta indica叶子和花朵中分离出的柠檬苦素化合物，由于其抗炎特性而吸引了越来越多的研究兴趣[[21], [22], [23]]，尽管其对NLRP3炎性体的影响尚未被探索。在这项研究中，我们通过系统筛选天然化合物，鉴定出尼莫利德是一种强效的NLRP3炎性体抑制剂。我们的发现表明，尼莫利德通过破坏NEK7-NLRP3相互作用和随后的炎性体组装来减轻LPS诱导的ALI。虽然需要进一步验证才能用于临床转化，但这些发现可能为开发针对脓毒症相关ALI的疗法提供新的见解。

部分片段

动物

本研究使用了C57BL/6小鼠。所有动物均为野生型（WT），雄性，从中南大学实验动物中心获得。小鼠在特定的无病原体（SPF）条件下饲养，所有实验方案均获得了中南大学机构动物护理和使用委员会的批准（批准编号APU-2025-0103），并严格遵循机构关于动物福利的指南进行。

试剂

超纯LPS、ATP、MSU晶体、多

通过天然化合物筛选鉴定尼莫利德作为NLRP3炎性体抑制剂

NLRP3炎性体已成为一个有前景的治疗靶点，促进了直接NLRP3抑制剂的广泛开发。为了识别NLRP3相关疾病的潜在治疗药物，我们筛选了一个天然化合物库（TargetMol）中的NLRP3炎性体抑制剂。

我们使用尼日尔菌素和LPS刺激小鼠腹膜巨噬细胞以激活NLRP3炎性体，并通过ELISA检测IL-1β的释放（图1A）。通过这种筛选，我们鉴定出

讨论

本研究鉴定出从Azadirachta indica中提取的天然柠檬苦素尼莫利德，作为NLRP3炎性体的强效和选择性抑制剂。通过系统筛选天然化合物库，我们证明尼莫利德以剂量依赖性方式抑制小鼠和人类巨噬细胞（原代腹膜巨噬细胞和THP-1细胞）中的NLRP3激活，而不影响AIM2或NLRC4炎性体或TNF-α的产生。在机制上，尼莫利德破坏了NEK7-NLRP3

作者贡献

XW和YB参与了研究设计。XW和YB进行了动物实验。BY和ZL进行了数据分析。XW和YB撰写了原始手稿。HG和JL编辑了手稿。所有列出的作者都对工作做出了实质性、直接的智力贡献，并批准了其发表。

作者贡献声明

XueYi Wang：撰写——原始草稿、软件、方法学、数据管理。JunMei Li：验证、调查。BoWen Yu：资源提供。HuanHuan Gong：验证、资金获取。ZhanChuan Li：可视化。Yang Bai：撰写——审阅与编辑、撰写——原始草稿、项目管理、资金获取、概念化。

伦理批准和参与同意

该动物研究已获得中南大学的审查和批准。

资助

本工作得到了CPSF博士后奖学金计划（资助编号GZC20251307）和中南大学基本研究基金（2025ZZTS0817）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所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

图表使用Biorender.com创建。