丁酸鈉（Sodium Butyrate, SB）對(duì)巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控機(jī)制及其潛在作用

2025-03-16 點(diǎn)擊數(shù)：0 分享至:

2025年，武漢大學(xué)人民醫(yī)院的科研團(tuán)隊(duì)于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Molecular Medicine上發(fā)表了一篇具有深遠(yuǎn)影響力的研究論文，題為“Sodium butyrate regulates macrophage polarization by TGR5/β-arrestin2 in vitro”。此研究綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)、SPR技術(shù)、lip-ms技術(shù)、docking分析以及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)等多維度研究手段，深入剖析了丁酸鈉（Sodium Butyrate, SB）對(duì)巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控機(jī)制及其潛在作用原理。

研究背景

潰瘍性結(jié)腸炎（Ulcerative Colitis, UC）作為一種慢性結(jié)腸炎癥性疾病，不僅嚴(yán)重降低患者的生活質(zhì)量，還顯著提高了罹患結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)。巨噬細(xì)胞在UC的發(fā)病進(jìn)程中起著關(guān)鍵作用。丁酸鈉作為腸道微生物發(fā)酵膳食纖維所產(chǎn)生的主要短鏈脂肪酸之一，對(duì)腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和健康有著不可忽視的影響?；诖?，本研究聚焦于丁酸鈉對(duì)巨噬細(xì)胞功能，尤其是巨噬細(xì)胞極化調(diào)控作用的探索。

研究方法

1. 借助SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)和表面等離子共振（SPR）技術(shù)，精準(zhǔn)識(shí)別丁酸鈉的目標(biāo)靶點(diǎn)蛋白。

2. 運(yùn)用Lip-MS技術(shù)進(jìn)一步深入探究丁酸鈉與其目標(biāo)分子的結(jié)合位點(diǎn)，并通過(guò)分子對(duì)接、分子動(dòng)力學(xué)模擬細(xì)致解析其結(jié)合模式。

3. 構(gòu)建體外巨噬細(xì)胞極化模型，采用脂多糖（LPS）誘導(dǎo)M1極化，進(jìn)而檢測(cè)丁酸鈉對(duì)TGR5（Takeda G蛋白偶聯(lián)受體5）和β-arrestin2表達(dá)水平以及巨噬細(xì)胞極化標(biāo)志物的影響。

研究結(jié)果

1. 明確了TGR5是丁酸鈉的關(guān)鍵目標(biāo)分子，且發(fā)現(xiàn)丁酸鈉與TGR5的氨基酸區(qū)域275 - 286和321 - 330存在潛在結(jié)合位點(diǎn)。

2. 分子對(duì)接分析表明，丁酸鈉與TGR5的ASP - 284和TYR - 287能形成有效的氫鍵相互作用。

3. 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，LPS抑制TGR5、β-arrestin2以及M2極化標(biāo)志物的表達(dá)，同時(shí)促進(jìn)M1極化標(biāo)志物的表達(dá)；而丁酸鈉能夠有效逆轉(zhuǎn)LPS誘導(dǎo)的這些變化。

4. TGR5拮抗劑SBI - 115和β-arrestin2基因敲低會(huì)抑制丁酸鈉的作用效果，而TGR5激動(dòng)劑INT - 777則能夠逆轉(zhuǎn)β-arrestin2敲低對(duì)丁酸鈉作用的抑制。

研究結(jié)論

1. 丁酸鈉可通過(guò)TGR5/β-arrestin2信號(hào)途徑抑制LPS誘導(dǎo)的M1樣極化，同時(shí)促進(jìn)M2樣極化。

2. TGR5被證實(shí)為丁酸鈉的直接作用靶點(diǎn)，且GPBAR1[275 - 286]是丁酸鈉在TGR5上的特異性結(jié)合位點(diǎn)。

SPR方法描述：

研錦生物可以利用基于靶點(diǎn)或小分子結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法，對(duì)可購(gòu)買(mǎi)化合物、天然產(chǎn)物等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選，并獲得潛在活性的化合物列表供進(jìn)一步活性實(shí)驗(yàn)確證。面向制藥企業(yè)和科研院所，可提供一站式的早期藥物研發(fā)服務(wù)，包括虛擬藥物篩選、先導(dǎo)優(yōu)化、靶標(biāo)預(yù)測(cè)、動(dòng)力學(xué)模擬等，涉及小分子化學(xué)藥、生物藥、中藥等多種新藥類型，為您提供優(yōu)質(zhì)的藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)

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3）化合物釣靶（非標(biāo)記法）:Lip-MS/CETSA（細(xì)胞、組織裂解液水平釣靶）；

4)SPR/MST/BLI/ITC/DSF等策略檢測(cè)分子間親和力；

5）藥﹣靶結(jié)合位點(diǎn)分析（Lip-MS+分子對(duì)接鑒定純蛋白與化合物互作位點(diǎn)）；

6）蛋白-蛋白結(jié)合位點(diǎn)分析（交聯(lián)質(zhì)譜+分子對(duì)接鑒定2個(gè)純蛋白間互作位點(diǎn)）；

7）ABPP-WB/CETSA-WB 在細(xì)胞水平鑒定藥物與靶點(diǎn)蛋白互作分析；

8）提供真核、原核蛋白表達(dá)純化服務(wù)；

9）提供定制化基因敲除細(xì)胞模型驗(yàn)證藥物活性；

10）基于分子對(duì)接等策略提供化合物高通量虛擬篩選技術(shù)服務(wù)；

11）提供蛋白、抗體芯片篩選服務(wù)：磷酸化抗體芯片，炎癥因子蛋白芯片等檢測(cè)服務(wù)；

12）提供Olink多因子蛋白組學(xué)檢測(cè)服務(wù)。

2,提供重組活性細(xì)胞因子產(chǎn)品：應(yīng)用類器官培養(yǎng)、完全培養(yǎng)基添加劑、干細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞治療等領(lǐng)域。

3,提供分子互作儀、細(xì)胞電轉(zhuǎn)儀、蛋白純化儀、核酸合成儀及純化儀等設(shè)備。

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