在國家自然科學基金項目（項目編號：81930107，81825023，82174013）等資助下，我校中藥學院齊煉文/張蕾課題組、多靶標天然藥物全國重點實驗室李萍課題組、江蘇省人民醫(yī)院劉康課題組等合作開展慢性腎病的靶標發(fā)現(xiàn)與藥物研發(fā)，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)氨酸酶NEU1是誘發(fā)慢性腎病的關鍵因子，篩選并確證丹參中丹酚酸B是NEU1的天然高親和抑制劑并依賴NEU1發(fā)揮防治腎纖維化的作用。相關研究成果以“Neuraminidase 1 promotes renal fibrosis development in male mice”為題，長文形式于2023年3月27日在Nature Communications上在線發(fā)表，論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-37450-8。
神經(jīng)氨酸酶（Neuraminidase）的研究主要集中在流感病毒領域，該類蛋白在流感病毒的復制、侵襲中扮演了重要角色，是公認的抗病毒藥物作用靶點。近年來，科學研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)氨酸酶家族在哺乳動物的多個組織中表達，相比被廣泛研究的病毒神經(jīng)氨酸酶，哺乳動物神經(jīng)氨酸酶的結構功能、參與機體病理生理過程、調(diào)控分子機制尚不十分清楚。齊煉文/張蕾課題組圍繞神經(jīng)氨酸酶NEU1在哺乳動物中的生物功能與藥物研發(fā)開展了系列研究，發(fā)現(xiàn)NEU1是水解釋放代謝信號分子Neu5Ac、決定其體內(nèi)循環(huán)濃度的重要節(jié)點蛋白（Circulation, 2018, 137, 1374-1390）；發(fā)現(xiàn)NEU1是誘導心肌肥厚/心衰的啟動因子和可干預靶標（Eur Heart J, 2021, 42: 3770-3782）。
本項研究原創(chuàng)性揭示了NEU1在慢性腎病中的新功能、新機制、新藥物。研究人員首先基于臨床樣本、多種腎纖維化動物、細胞模型，發(fā)現(xiàn)NEU1在腎纖維化中過度活化。應用免疫熒光技術檢測，發(fā)現(xiàn)高表達的NEU1主要定位在腎小管上皮細胞中。進一步構建了腎小管上皮細胞特異性NEU1敲除和過表達小鼠，在單側輸尿管結扎（UUO）和葉酸（FA）刺激模型下，敲除NEU1抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、炎細胞因子產(chǎn)生和膠原沉積，從而改善腎纖維化、對抗腎損傷；相反，過表達NEU1則加重UUO誘導的腎纖維化。采用PCR array、Co-IP、BiFC、PLA等技術手段發(fā)現(xiàn)NEU1選擇性結合TGFβ I型受體ALK5，截短質(zhì)粒、SPR技術明確NEU1與ALK5的160-200氨基酸區(qū)域結合，從而穩(wěn)定ALK5，促使ALK5-Smad2/3信號通路持續(xù)激活，誘發(fā)腎纖維化發(fā)生發(fā)展。
研究人員進一步以人源NEU1為靶點，從中藥中篩選具有腎臟保護作用的活性成分。從近百個中藥單體化合物中發(fā)現(xiàn)中藥丹參中的丹酚酸B與人源NEU1重組蛋白具有極強親和力（KD = 21.57 nM），是其他酚酸類成分如丹酚酸A結合能力的1000倍；通過動物水平研究，明確了丹酚酸B抑制NEU1、對抗ALK5-Smad2/3通路激活改善腎纖維化；利用NEU1敲除小鼠，證實丹酚酸B依賴于NEU1對抗腎損傷，為揭示丹參發(fā)揮腎保護作用的科學內(nèi)涵提供直接靶點證據(jù)（圖）。
該研究的主要創(chuàng)新點：從臨床-動物-細胞等多水平闡明NEU1是誘發(fā)慢性腎病的關鍵因子，NEU1通過選擇性結合ALK5 162-200結構域激活ALK5-Smad2/3信號通路誘導腎纖維化，篩選發(fā)現(xiàn)丹參中丹酚酸B靶向NEU1發(fā)揮腎保護作用。該研究從靶向NEU1途徑為慢性腎病的臨床治療和藥物研發(fā)開拓了新方向，為丹參防治腎損傷的臨床應用提供依據(jù)。
圖：慢性腎病的關鍵因子NEU1及其抑制劑丹酚酸B調(diào)控機制
（供稿單位：中藥學院，撰寫人：汪永生，審稿人：黃欣、鄭詩翌）
