英文原题：Discovery of Novel Peptide Antagonists Targeting GPR55 for Liver Inflammation and Fibrosis

作者：Zihan Shi, Xianyan Liu, Shuohan Wu, Nazi Song, Qinglin Tang, Haonan Li, Suijia Luo, Albert S. C. Chan, Xiaoqing Cai*, Han Liu*, and Xianxing Jiang*

肝纤维化是一种严重的全球健康问题，由慢性乙型和丙型肝炎感染、酒精滥用和非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）等因素导致。GPR55作为一种假定的类大麻素受体参与多种生物过程，包括脂质代谢、炎症和细胞凋亡。研究表明，GPR55在受损肝脏中表达过高，其激活会导致肝细胞脂质积累和肝损伤。因此，拮抗GPR55可能成为治疗肝纤维化的新策略。本文研究团队设计并合成了一系列基于已知GPR55结合肽P1（CKKNSPTLC）的环肽，并进行了结构优化，开发出新型环肽P1-1。体外研究显示，P1-1在抑制LX2细胞中α-SMA和COL1α表达方面表现出显著优于P1的效能。进一步的体内研究表明，P1-1在CCl4诱导和MCD饮食诱导的小鼠肝纤维化模型中能有效缓解炎症和纤维化（图1）。

图1. 本文工作概览

作者首先通过固相合成的方式合成了环肽P1，并在LX-2细胞上进行了药效剂量的测试，在确认其能够有效降低胶原蛋白的产生后，在环肽基础上进行了丙氨酸扫描的实验，并结合分子对接的结果进行了非保守氨基酸的替换。最终发现了多肽P1-1这个药效更好的改造肽（图2）。

图2. 多肽P1的合成及对接结果

接下来，作者评估了多肽P1-1在CCl₄诱导的小鼠肝纤维化模型中的体内药理作用。小鼠每天接受150 μg/kg或300 μg/kg剂量的P1-1治疗，持续三周。肝脏切片通过染色评估纤维化生物标志物的水平，发现药物能够有效减少胶原的沉积。H&E染色和CD68（巨噬细胞浸润标志物）免疫组化染色显示，P1-1治疗显著减少了脂肪变性和炎症区域（图3）。

图3. 多肽P1-1在小鼠肝纤维化模型中的药理作用

为了进一步评估P1-1在恢复肝纤维化方面的效果，作者使用了蛋氨酸和胆碱缺乏（MCD）饮食诱导的肝纤维化模型，该模型可以诱导非酒精性脂肪性肝炎（NASH）并导致小鼠体重显著下降。与喂食足够蛋氨酸和胆碱（MCS）饮食的小鼠相比，MCD饮食的小鼠表现出显著的肝细胞气球样变，这是NASH的标志性病变，并伴有纤维化。肝脏切片染色结果显示MCD饮食在小鼠肝脏中引发了显著的脂肪变性、形态变化和细胞周围纤维化。经过P1-1治疗后，炎症浸润和胶原沉积显著减少。CD68和Ly6G的免疫组化染色显示，P1-1治疗显著减少了肝脏炎症。作者还进行了qPCR分析，评估P1-1对肝脂肪生成和β-氧化的影响，结果显示P1-1上调了与脂肪酸β-氧化相关的基因，并下调了与脂肪酸合成和炎症因子相关的基因。这些发现表明，P1-1减轻了肝脏炎症并在MCD饮食诱导的肝损伤中恢复了肝功能（图4）。

图4. 多肽P1-1缓解肝脏炎症和肝损伤

最后，作者发现在两个动物模型中P1-1均可以降低ROS活性氧的产生及减少细胞的凋亡，并通过检测线粒体凋亡相关蛋白的表达情况判断出了P1-1可能是通过线粒体途径抑制了肝纤维化细胞凋亡的发生。

图5. P1-1作用机理研究

总之，本研究首次使用拮抗GPR55的多肽治疗肝脏炎症和纤维化。环肽P1-1作为GPR55拮抗剂具有潜在的治疗应用前景。该研究为肝纤维化的新型治疗方法提供了重要的理论依据和实验数据。

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J. Med. Chem. 2024, 67, 14, 12085–12098

Publication Date: July 11, 2024

https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c00834 

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