靶向 S1PR1 新突破：SAR247799 为炎症性疾病治疗带来新曙光

为解决炎症性肠病（IBD）治疗难题，四川大学华西医院研究人员开展 S1PR1 相关研究，发现 SAR247799 可保护内皮屏障改善疾病。该研究为 IBD 等疾病治疗提供新策略，极具科研价值，推荐阅读。

　　

在医学研究的广阔领域中，慢性炎症性疾病一直是科学家们重点攻克的难题，其中炎症性肠病（IBD）更是备受关注。IBD 包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD），它就像胃肠道里的 “小恶魔”，引发慢性炎症，给患者带来极大痛苦。

近年来，科学家们发现血管内皮屏障异常以及其免疫功能在慢性炎症性疾病中的作用越来越重要。内皮细胞作为血管的重要组成部分，不仅参与器官再生、纤维化和癌症发展等生理过程，还像一道 “智能屏障”，控制着物质的进出。但当这道屏障的功能出现异常，就会导致血管发育异常、白细胞通透性增强、黏附分子表达增加以及一氧化氮排泄失调等问题，从而加重炎症反应。在 IBD 患者中，内皮扩张是疾病活动的标志，与疾病严重程度密切相关。而且，很多治疗 IBD 的药物都会影响内皮细胞，这就意味着通过维持内皮细胞功能来治疗 IBD 可能是一条新的出路。

目前针对 IBD 的治疗方法虽然不少，但都存在一些问题。比如免疫疗法，它能针对炎症反应进行治疗，像 TNF-α 和 IL-12/IL-23p40 抗体、Janus 激酶（JAK）抑制剂以及鞘脂 1 磷酸受体（S1PR）调节剂等。然而，这些疗法的缓解率较低，只有 20 - 30%，还会带来感染、流感样症状和心悸等并发症。

S1PR1 作为一个潜在的治疗靶点进入了科学家的视野。它是一种 G 蛋白偶联受体，能与内源性鞘脂 1 磷酸（S1P）配体结合，在淋巴细胞的迁移和趋化等过程中发挥着重要作用。FDA 批准的用于治疗 UC 的 S1PR1 调节剂 fingolimod 和 ozanimod，虽然有一定疗效，但它们对 S1PR1 的亲和力较低，还会引发心血管疾病、肝功能异常和感染风险增加等不良反应。此外，S1PR1 在血管内皮细胞中的功能信号通路以及其在治疗 IBD 中的应用还不清楚，这就促使科学家们深入研究，寻找更有效的治疗策略。

为了攻克这些难题，四川大学华西医院的研究人员在《Nature Communications》期刊上发表了题为 “Gi-biased S1PR1 agonist SAR247799 protects endothelial barrier and ameliorates inflammatory diseases” 的论文。研究人员发现 S1PR1 在 IBD 患者的内皮细胞中高度表达，且与内皮标记物呈正相关。他们还发现了一种名为 SAR247799 的 Gi 信号偏向性变构调节剂，它能有效治疗小鼠的结肠炎，通过保护内皮屏障完整性来改善疾病，且不会影响免疫细胞的流出。此外，研究人员还解析了 SAR247799 与 S1PR1 - Gi 信号复合物的冷冻电镜结构，揭示了偏向性配体的识别模式。这一研究为治疗内皮功能障碍相关疾病提供了新的策略，具有重要的意义。

在这项研究中，研究人员运用了多种技术方法。他们通过分析公开的 RNA 测序（RNA - seq）数据和单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）数据，研究 S1PR1 在 IBD 患者和小鼠模型中的表达情况；利用免疫荧光（IF）染色技术，直观地观察 S1PR1 在组织中的表达和定位；构建多种小鼠疾病模型，如 DSS 诱导的结肠炎小鼠模型、TNBS 诱导的小鼠结肠炎模型、博来霉素诱导的肺纤维化小鼠模型以及 LPS 和 PPE 诱导的 COPD 样小鼠模型，来研究 SAR247799 的治疗效果；运用 RNA - seq 技术分析基因表达谱，探究 SAR247799 的作用机制；通过冷冻电镜（cryo - EM）技术，解析 SAR247799 与 S1PR1 - Gi 信号复合物的结构。

下面我们来详细看看研究结果。

S1PR1 表达与 IBD 结局的关系：研究人员分析了公开的 RNA - seq 数据，发现 IBD 患者的 S1PR1 mRNA 水平明显升高，且与内皮屏障功能相关的内皮标记物呈正相关。在 DSS 诱导的结肠炎小鼠模型中，S1pr1 的表达在肠道炎症阶段升高，恢复阶段下降，同样与小鼠内皮标记物正相关。通过 scRNA - seq 数据和 IF 染色进一步证实，S1PR1 主要由内皮细胞表达。此外，给 DSS 诱导的结肠炎小鼠模型使用 S1PR1 选择性激动剂 SAR247799 后，发现它能有效缓解结肠炎的进展，减轻结肠血管通透性，减少炎症细胞浸润，且不影响总白细胞和淋巴细胞的百分比。由此可见，S1PR1 主要在血管内皮细胞表达，与 IBD 疾病程度和内皮标记物正相关，靶向内皮 S1PR1 有助于解决 IBD 中的血管通透性问题。

SAR247799 对小鼠结肠炎的改善作用：研究人员发现 SAR247799 能缓解 DSS 诱导的结肠炎小鼠模型的症状。在实验中，小鼠在疾病发作后接受不同药物治疗，结果显示，接受 1mg/kg SAR247799 治疗的小鼠体重恢复迅速，DAI、结肠长度和内镜评分都得到改善，组织损伤减轻，内皮屏障完整性和结肠纤维化得到改善。在 TNBS 诱导的小鼠结肠炎模型中，SAR247799 同样表现出良好的治疗效果，能减轻体重损失，降低 DAI 评分，改善结肠长度和内镜评分，减少组织损伤，改善内皮屏障完整性。这表明 SAR247799 能有效改善 DSS 和 TNBS 诱导的结肠炎模型小鼠的病情和组织损伤。

SAR247799 对结肠炎小鼠内皮屏障的维持作用：研究人员对 DSS 诱导的结肠炎组织进行 RNA - seq 分析，发现 SAR247799 处理组的 S1pr1 表达模式与内皮标记物正相关，且该组内皮相关通路的变化与 DSS 组相反，更倾向于对照组水平。免疫荧光染色结果显示，SAR247799 组的血管网络更规则，免疫细胞浸润更少。此外，研究人员通过对淋巴细胞的评估以及在 Rag2^-/-小鼠和 CD4⁺ CD25^- T 细胞转移结肠炎模型中的实验，证实 SAR247799 主要通过维持内皮屏障来对抗结肠炎和组织损伤。

SAR247799 对人结肠隐窝和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）内皮屏障的保护作用：研究人员从 IBD 患者组织中纯化人结肠隐窝进行培养，发现 SAR247799 能显著降低 TNF - α 诱导的人结肠隐窝中黏附分子的表达，其处理后的内皮和免疫相关通路的 GSVA 评分与空白隐窝相似。在 HUVEC 细胞实验中，构建 S1PR1 敲低的 HUVEC 细胞系后发现，SAR247799 对敲低细胞系中内皮相关基因的表达没有影响。综合来看，SAR247799 激活 S1PR1，影响内皮细胞上紧密结合和黏附分子的表达，恢复内皮屏障完整性，缓解 IBD 的发生和发展。

SAR247799 的药理学研究及 S1PR1 - Gi 复合物的整体结构：S1PR1 能激活不同的细胞信号通路，而 SAR247799 与现有药物不同，它几乎不会诱导 S1PR1 内化，具有较弱的 β - arrestin 信号效应。研究人员通过 G 蛋白解离和基于生物发光共振能量转移（BRET）的 β - arrestin2 募集实验，发现 SAR247799 是 S1PR1 的 Gi 偏向性激动剂。为了进一步探究其作用机制，研究人员利用单颗粒冷冻电镜技术解析了 SAR247799 与 S1PR1 - Gi1 复合物的结构，分辨率达到 3.47 ?。结果发现，该复合物的整体结构与其他已解析的 S1PR1 - Gi 复合物相似，但也有一些差异，且 SAR247799 的结合模式有其独特之处。

SAR247799 在 S1PR1 中的作用机制：在复合物结构中，SAR247799 分子占据了 S1PR1 的正构结合口袋。通过计算和评估与 SAR247799 和 FTY720 - P 相互作用的 S1PR1 残基，研究人员发现了两者作用模式的不同。通过丙氨酸取代和信号转导实验，确定了 S1PR1 中 S129^3.37、V194^ECL2和 L174^4.56与 SAR247799 的相互作用对其激活 S1PR1 的 Gi 偏向性信号至关重要，同时还发现了一些残基在传递 β - arrestin2 信号中的作用。

偏向性 SAR247799 S1PR1 - Gi 激活对内皮屏障治疗的重要性：为了验证 S1PR1 的 Gi 偏向性激活在维持血管内皮屏障中的作用，研究人员建立了 Gi 抑制剂百日咳毒素（PTX）条件敲入小鼠（Tox1 cKI）模型和 Arrb2^ΔCdh5小鼠模型。实验结果表明，SAR247799 对 DSS 诱导的 Tox1^ΔCdh5小鼠结肠炎的治疗效果依赖于 Gi 信号，而 S1PR1 β - arrestin 信号不参与 SAR247799 缓解 DSS 诱导的结肠炎过程。这说明 S1PR1 的 Gi 信号对 SAR247799 介导的内皮屏障维持和缓解 DSS 诱导的结肠炎至关重要。

SAR247799 在炎症性肺疾病小鼠模型中的保护作用：内皮损伤和血管通透性增加是特发性肺纤维化（IPF）和慢性阻塞性肺疾病（COPD）等疾病的问题之一。研究人员分析公共数据库发现 S1PR1 在 IPF 和 COPD 患者的肺内皮细胞中高度表达。在小鼠模型实验中，SAR247799 能显著减轻博来霉素诱导的肺纤维化小鼠的体重损失，下调纤维化标记物的 mRNA 水平，减少羟脯氨酸含量，减轻组织纤维化。在 COPD 样慢性肺炎症模型中，SAR247799 能有效缓解体重损失，减轻疾病严重程度，减少多糖产生。这表明 SAR247799 在治疗慢性炎症性内皮功能障碍相关的肺部疾病方面有很大的潜力。

最后，我们来总结一下研究结论和讨论部分的内容。这项研究发现 S1PR1 在 IBD 患者的内皮细胞中高度表达，且与内皮标记物正相关。Gi 偏向性激动剂 SAR247799 激活 S1PR1 后，能通过保护内皮屏障完整性，在小鼠和类器官 IBD 模型中改善疾病病理，且不影响免疫细胞流出。研究人员还解析了 SAR247799 与 S1PR1 - Gi 信号复合物的冷冻电镜结构，揭示了其偏向性激活的分子机制。此外，SAR247799 在其他内皮功能障碍相关的炎症性疾病，如 IPF 和 COPD 中也显示出保护内皮屏障的作用，且没有传统免疫疗法的副作用。这一研究成果为理解 Gi 偏向性 S1PR1 激动剂的作用机制提供了新的视角，表明 SAR247799 是治疗内皮功能障碍相关疾病的一种可行方法，为未来的临床治疗开辟了新的道路，具有重要的理论和实践意义。