RAGE 靶点药物

晚期糖基化终末产物受体(receptor for advanced glycation end products,RAGE)是种多配体的膜受体,与配体结合后可启动多条信号通路,引起细胞内氧化应激和炎症反应等,导致细胞功能紊乱。RAGE 在糖尿病并发症、炎症、阿尔茨海默病和肿瘤等疾病的发生和发展中起重要作用。

在不同细胞中其激活的信号途径不同。在上皮细胞、单核巨噬细胞和神经细胞中,RAGE 与配体结合后:

  1. 可激活分裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)家族的成员,如 p38 MAPK、MAPK/ERKI,2(external signal regulated kinase,ERK1,2)、C-Jun N端激酶(C-Jun N terminal kinase,JNK)/ 应激激活的蛋白激酶(stress activated protein kinase,SAPK)等;
  2. 也可激活 NADPH 氧化酶引起细胞内 ROS 产生增多。最终促使 \(NF-_{k}B\) 入核,调节重要的目的基因的表达,如肿瘤坏死因子(TNF-α)、白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)等,这些细胞因子可促进炎症和肿瘤的发生。在肾小球系膜细胞中 AGE-RAGE 结合可激活 ERK 和磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)信号通路:AGE-RAGE 产生的 ROS 与 Src 结合后激活 PI3K ,PI3K 进一步激活 Ki-Ras-Raf-MEK-ERK1,2 和 PDKs-PKB-SK3 信号通路,促进类胰岛素生长因子,转化生长因子 B 和纤维连接蛋白等的产生。而在大鼠肾脏成纤维细胞 NRK-49F 中,AGE-RAGE 结合可激活酪氨酸激酶/信号转导子和转录激活子(Janus kinase/signal transducers and activators of transcription,JAK/STAT)信号通路,激活的 JAK2 可促进核转录因子 STAT1/sTAT3 入核,促进细胞产生胶原蛋白,从而诱发细胞的增殖和糖尿病肾病的发生。AGE-RAGE 可引起细胞内钙库释放钙离子,使细胞内游离的钙离子浓度增高,激活钙离子信号转导途径。在 SH-SY5Y 细胞中,Aβ-RAGE 引起的钙离子浓度增高可激活活化 T 细胞核因子(nuclear factor of activeted T-cells 1,NFAT1)入核,促进 β-分泌酶1(β-site APP-cleaving enzyme 1,BACE1)的表达,导致 Aβ 产生增多。

以 RAGE 作为治疗疾病的靶点,从阻断 RAGE 的活化方面着手筛选相应的抑制剂逐渐引起人们的重视。目前主要包括可溶性 RAGE(sRAGE)、抗 RAGE 抗体和小分子的 RAGE 抑制剂。

sRAGE

sRAGE 是 RAGE 胞外区可溶部分,是由 RAGE mRNA 选择性剪接产生,或由细胞膜上的 RAGE 经膜表面的金属蛋白酶作用裂解得到的一种异构体。sRAGE 经腹腔注射后可与血液及组织中的配体结合,阻断 RAGE 诱导的细胞内信号转导途径,从而达到治疗目的。目前,sRAGE 是研究最多且效果较明显的 RAGE 抑制剂。

抗 RAGE 的抗休

抗 RAGE 的抗体可与细胞膜上的 RAGE 胞外区结合,阻断其与配体结合引起的生物学效应。应用抗 RAGE 的抗体阻断 RAGE 效应的方法特异性强,亲和力大,抑制效果明显;在重组单克隆抗体技术迅速发展的情况下,此途径有着较好的临床应用前景。

RAGE 的反义核酸和核酶技术

利用 RAGE 的反义核酸和核酶技术在 mRNA 水平阻断 RAGE 的表达,亦能抑制 RAGE 介导的信号通路。通过 RNA 干扰技术下调 RAGE 基因的表达可抑制前列腺癌细胞的增殖,改变细胞的生长周期。目前,对 RAGE 反义核苷酸的研究仍处于实验室阶段,对反义核苷酸的毒性、体内的稳定性、细胞内转运等问题还有待进一步研究。

小分子 RAGE 抑制剂

低分子量的肝素(low molecular weight heparin,LMWH)可以与 RAGE 结合从而抑制 RAGE 的活化。LMWH 能阻止由 RAGE 引起的内皮功能损伤,如抑制细胞间黏附因子-1、血管细胞黏附分子、选择素-E和 \(NF-_{k}B\) 的产生。这些结果均表明 LMWH 可能是治疗 RAGE 相关疾病的一个潜在药物。

PF-04494700(或TTP488)是生物合成的一种可口服的小分子 RAGE 抑制剂。体外实验证明,PF-04494700 可以抑制 sRAGE 与 RAGE 配体的结合,包括 S100B 、 HMGB1 和 At3 。短时间服用 PF-04494700 对 AD 患者没有明显的治疗效果。

FPS-ZM1 是近期报道的 RAGE 小分子抑制剂(相对分子质量为327),它能够特异地抑制 A13 与 RAGE 的相互作用。作为 RAGE 的抑制剂,FPS-ZM1是一种潜在的AD治疗药物。