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大麻二酚通过靶向FKBP5减轻神经炎症和神经病理性疼痛

大麻二酚通过靶向FKBP5减轻神经炎症和神经病理性疼痛

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小王
  • 来源:达吉特公众号

【概要描述】大麻二酚减轻神经炎症和神经病理性疼痛的直接靶点

大麻二酚通过靶向FKBP5减轻神经炎症和神经病理性疼痛

【概要描述】大麻二酚减轻神经炎症和神经病理性疼痛的直接靶点

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小王
  • 来源:达吉特公众号
  • 发布时间:2024-01-12 14:36
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神经病理性疼痛是一种具有挑战性的神经疾病,影响到7%-10%的人口。研究表明,阻断小胶质细胞介导的神经炎症是治疗神经病理性疼痛的一种可行的干预策略。

大麻二酚(CBD)是大麻的主要活性成分,具有良好的血脑屏障渗透性,CBD具有良好的抗神经炎症作用,并用于治疗由神经炎症引起的神经系统疾病。由于CBD对大麻素受体的亲和力较低,因此有必要探索CBD抗炎活性的分子靶点。FKBP5调节NF-κB的激活并促进炎症,于是研究者们将FKBP5作为缓解神经病理性疼痛的重要靶点。2023年5月,来自吉林大学第一医院和北京大学的研究者在Brain, Behavior, and Immunity(IF:15.1)上发表论文“Cannabidiol alleviates neuroinflammation and attenuates neuropathic pain via targeting FKBP5”。发现大麻二酚的直接靶点和减轻神经炎症和神经病理性疼痛的作用机制。

|   01、CBD直接结合FKBP5

据报道,CBD (图1A) 可以减轻中枢神经系统的神经炎性反应。由于FKBP5在调节促炎症因子表达的主要转录因子NF-κB的激活中起着关键作用。作者用CBD对FKBP5蛋白进行了荧光猝灭滴定(图1B)和细胞热位移实验(CETSA)(图1C和D),结果表明CBD在细胞内直接与FKBP5结合。

图1 CBD直接结合FKBP5

|   02、CBD抑制LPS诱导的IKK复合体的形成和炎症因子的表达,同时促进NF-κB的激活

有研究表明FKBP5利用支架功能促进IKK复合体的形成。IKK的激活导致转录因子p65的磷酸化,p65是NF-κB家族的主要成员。作者发现CBD抑制LPS诱导的FKBP_5的IKKα、IKKβ和IKKγ募集(图2A)。此外,CBD还以浓度依赖的方式抑制LPS诱导的IκB和p65的磷酸化(图2B)。同时,CBD以剂量依赖性方式抑制LPS诱导的NF-κB激活,并且没有明显的细胞毒性(图2C)。促炎细胞因子 NO、IL-1β、IL-6 和 TNF-α 是 NF-κB 激活的重要下游产物。作者检测发现,CBD 能抑制 LPS 诱导的 NO,IL-1β、IL-6和TNF-α表达上调(图2D-G)。

图2 CBD抑制LPS诱导的IKK复合体的形成和炎症因子的表达,同时促进NF-κB的激活

|   03、FKBP5的Y113是FKBP5与CBD相互作用的关键位点

分子对接发现CBD与FKBP5的Y113位点间形成了氢键,作者推测Y113位点对二者结合至关重要,为了验证这一假设,作者表达了FKBP5 Y113A突变型重组蛋白,发现CBD结合会导致FKBP5和FKBP5 Y113A突变蛋白的本征荧光猝灭,并且FKBP5的Stern-Volmer常数远大于FKBP5 Y113A突变体。CETSA实验发现CBD能改变FKBP5蛋白的热稳定性,而对FKBP5 Y113A重组蛋白的热稳定性无明显影响。FKBP5的经典拮抗剂SAFit1作为阳性对照。

图3 FKBP5的Y113是FKBP5与CBD相互作用的关键位点

|   04、CBD通过抑制小胶质细胞FKBP5的表达减轻神经病理性疼痛

动物实验发现CBD 以剂量和时间依赖性方式降低慢性压迫性损伤(CCI)引起的机械超敏反应(图4A),与对照组相比,CCI组同侧脊髓背角节段Iba-1的表达显著增加,说明CBD抑制CCI诱导的小胶质细胞激活。此外,CBD可阻止CCI诱导的脊髓小胶质细胞中FKBP5的过度表达(图4B)。

图4 CBD通过抑制小胶质细胞FKBP5的表达减轻神经病理性疼痛

|   总结与讨论

该研究通过分子对接和CETSA实验证明大麻二酚(CBD)是一种直接作用于FKBP5的拮抗剂。CBD通过抑制IKK复合物的形成和NF-κB信号通路的激活来抑制炎症。FKBP5的Y113位点突变减弱了其与CBD的结合。CBD剂量依赖性地减轻了CCI诱导的神经病理性疼痛。总结而言,这项研究明确了CBD直接作用于FKBP5,通过抑制IKK复合物的组装和抑制炎症信号通路来减轻神经炎症和神经病理性疼痛。

 

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|   相关文献

Wang X, Lin C, Jin S, Wang Y, Peng Y, Wang X. Cannabidiol alleviates neuroinflammation and attenuates neuropathic pain via targeting FKBP5. Brain Behav Immun. 2023 Jul;111:365-375. doi: 10.1016/j.bbi.2023.05.008.

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