基于中药的小儿肺炎相关急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征治疗新探索 ——ADHPE 的关键作用

《Scientific Reports》：Traditional Chinese medicine-based therapeutics for Pediatric pneumonia-related acute lung injury and acute respiratory distress syndrome

小儿肺炎是全球儿童发病和死亡的主要原因，可引发急性肺损伤（ALI）和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。研究人员开展了以中药化合物 ADHPE 稳定 14 - 3 - 3σ 和 p65 复合物治疗小儿肺炎的研究。结果显示 ADHPE 效果优于 DP005，这为小儿肺炎治疗提供了新方向。

　　小儿肺炎在全球范围内严重威胁儿童健康，每年有超 70 万 5 岁以下儿童因肺炎死亡，其中约 19 万为新生儿。肺炎还是儿童急性肺损伤（ALI）和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的主要诱因，ALI 死亡率约 22% 。目前，小儿肺炎主要用抗生素治疗，小儿 ALI 的现有治疗以支持性治疗为主，缺乏针对性分子疗法。在炎症反应中，NF - κB 信号通路尤其是 p65 亚基起着关键作用，它能调节促炎介质，加重炎症。而 14 - 3 - 3σ 可与 p65 结合，抑制其核转位和转录活性，减少促炎细胞因子表达，减轻肺部炎症反应。因此，探索稳定 14 - 3 - 3σ 与 NF - κB (p65) 相互作用的方法，对治疗小儿肺炎相关疾病意义重大。

山东中医药大学等机构的研究人员开展了相关研究，旨在探究中药来源的化合物 ADHPE（[(1S,3S)-3 - 乙酰氧基 - 5 - (3,4 - 二羟基苯基)-1 - [2 - (3,4 - 二羟基苯基) 乙基] 戊基]）能否稳定 14 - 3 - 3σ 和 p65 复合物，进而为小儿肺炎相关疾病的治疗提供新方案。研究发现，ADHPE 比共结晶配体 DP005 更能稳定 14 - 3 - 3σ 蛋白，有望成为调节 NF - κB (p65) 信号通路的新型治疗药物，为炎症相关疾病的治疗带来新希望。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用多种关键技术方法。在数据收集和蛋白质制备方面，从 RCSB PDB 获取相关蛋白结构，经一系列处理获得实验所需蛋白。化合物库则收集自多个数据库，经处理得到大量配体。通过分子对接预测小分子与蛋白的相互作用，诱导契合对接（IFD）考虑受体柔性。利用 QikProp 工具计算药代动力学性质，分子动力学（MD）模拟评估分子复合物的动态行为 ，还运用 WaterMap 分析和 Piper 进行蛋白质 - 蛋白质对接研究。

研究结果如下：

• 对接分析：对 71789 种化合物进行分子对接，ADHPE 对接分数为 - 7.583kcal/mol，高于 DP005 的 - 5.791kcal/mol，且形成多种关键相互作用。XP 对接后，天然化合物平均对接分数为 - 6.8103kcal/mol 。
• 诱导契合对接：ADHPE 的 IFD 对接分数为 - 8.595kcal/mol ，IFD 分数为 - 10962.837kcal/mol，形成更多氢键和 Pi - Pi 堆积等相互作用，虽蛋白主链变化小，但结合位点残基有显著变化。
• 药代动力学和相互作用指纹研究：ADHPE 药代动力学特性显示其有成为药物的潜力，虽存在一些挑战，但可通过策略优化。其分子相互作用指纹表明与蛋白的相互作用比 DP005 更丰富。
• 分子动力学模拟：
  • 均方根偏差（RMSD）：14 - 3 - 3σ 与 ADHPE 复合物在模拟过程中逐渐稳定，虽偏差有变化但整体稳定；与 DP005 复合物也有类似趋势，但 ADHPE - 14 - 3 - 3σ 复合物偏差变化更明显。
  • 均方根波动（RMSF）：分析发现 14 - 3 - 3σ 与 ADHPE 和 DP005 复合物中，均有部分残基波动超 2? ，影响复合物结构动力学和稳定性，且二者涉及的残基不同。
  • 模拟相互作用分析：14 - 3 - 3σ 与 ADHPE 复合物的相互作用比与 DP005 复合物更多，涉及多种氢键和 Pi - Pi 堆积等。
  
  
• WaterMap 分析：ADHPE 与 14 - 3 - 3σ 的结合比 DP005 更有利，ADHPE 所在复合物有 5 个高能不利水合位点，DP005 所在复合物有 3 个。
• 分子力学和 MM/GBSA 研究：MM/GBSA 研究表明 ADHPE 与 14 - 3 - 3σ 形成的复合物更稳定，结合亲和力更强，结合自由能和总复合物能量的变化体现了分子相互作用的动态性。
• 蛋白质 - 蛋白质对接：用 Piper 进行蛋白质 - 蛋白质对接，发现 ADHPE 稳定的 14 - 3 - 3σ 与 p65 结合时，簇大小和结合能优于 DP005 稳定的及无配体状态的 14 - 3 - 3σ，说明 ADHPE 能稳定 14 - 3 - 3σ - p65 复合物。

综上所述，该研究表明 ADHPE 在稳定 14 - 3 - 3σ 蛋白方面表现出色，相比 DP005，它能更紧密地结合且维持更好的稳定性，增强 14 - 3 - 3σ 与 p65 的相互作用，有望抑制 NF - κB (p65) 信号通路，为炎症相关疾病的治疗提供了潜在的新型治疗药物。不过，目前研究仅基于计算机模拟，后续还需体外和体内实验进一步验证其生物活性，优化其药理特性，明确在相关疾病模型中的治疗效果，推动其从理论研究走向临床应用。