国家海洋药物和生物制品产业联盟

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溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是一种累及结肠黏膜的慢性复发性炎症性肠病。目前，临床常用药物存在不良反应以及停药后易复发等局限。因此，发现新的治疗靶点并开发具有新作用机制的治疗药物，已成为UC研究领域的重要方向。

二倍半萜（sesterterpenoids）是一类由5个异戊二烯单元构成碳骨架的稀有萜类天然产物，具有结构新颖复杂、生物活性广泛等特点。迄今，全球已报道天然二倍半萜1800余个，其中绝大多数来源于海洋生物，植物来源的二倍半萜仅约300个。

2026年9月17日，中国科学院昆明植物研究所植物化学与天然药物全国重点实验室黎胜红/刘燕团队在SCIENCE CHINA Life Sciences（IF=9.6）发表题为“A sesterterpenoid derivative alleviates ulcerative colitis through targeting ProRS to suppress the NLRP3 inflammasome”的研究文章，发现了一种新型二倍半萜衍生物ColD14，它通过直接靶向并抑制脯氨酰-tRNA合成酶（ProRS）的活性，激活氨基酸反应（AAR）通路，进而促进线粒体自噬，最终抑制NLRP3炎症小体的激活，从而有效缓解DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎。

一、主要内容

在此，作者报道了一种新型二倍半萜衍生物ColD14的发现，其具有复杂的笼状结构和连续的立体中心，表现出显著的抗NLRP3炎症小体活性。蛋白质组学和生化研究确定谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶（EPRS）是ColD14的直接靶点。EPRS的敲低和药理学抑制均降低了NLRP3炎症小体的激活，强调了EPRS在炎症过程中的关键作用。在机制上，通过与ATP位点的氨基酸残基R1152、E1154和R1278的分子相互作用，ColD14抑制了脯氨酰-tRNA合成酶（ProRS）的活性。这种抑制触发了氨基酸反应（AAR）通路，并随后通过线粒体自噬减弱了NLRP3炎症小体的激活。在体内，ColD14激活了AAR信号通路，触发了线粒体自噬，并抑制了NLRP3炎症小体的激活，从而缓解了DSS诱导的结肠炎。总之，该研究发现强调了EPRS在NLRP3炎症小体激活中的重要性，并表明EPRS抑制剂ColD14可能通过EPRS-AAR-线粒体自噬轴在溃疡性结肠炎治疗中具有价值。

1、该研究通过筛选团队自主构建的二倍半萜主题化合物库，发现了一种能够显著抑制NLRP3炎症小体激活的新型二倍半萜衍生物ColD14。

2、作者综合运用化学生物学、表面等离子体共振、细胞热转移分析、定点突变和基因敲低等技术，证实ColD14可直接结合谷氨酰-脯氨酰-tRNA合成酶（EPRS）的ProRS结构域的ATP结合口袋，并抑制其酶活性，进而激活氨基酸应答（AAR）通路，促进线粒体自噬，从而抑制NLRP3炎症小体的激活。

3、在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型中，ColD14能够显著缓解小鼠体重下降，降低疾病活动指数，改善结肠缩短及组织病理损伤。初步安全性评价结果显示，在有效剂量下，ColD14对小鼠血液学指标、肝肾功能及主要脏器均未产生明显毒性。

该研究首次揭示了“EPRS–AAR–线粒体自噬”调控轴在NLRP3炎症小体激活中的关键作用，并鉴定氨酰tRNA合成酶这一经典"管家酶"为炎症干预的新靶点。

二、主要结果

1、发现ColD14是NLRP3炎症小体的有效抑制剂，抑制NLRP3炎症小体激活而不影响启动步骤

通过筛选二倍半萜类化合物库，发现ColD14在BMDMs中能显著抑制IL-1β分泌，其IC50为2.50 μM，且无明显细胞毒性，因此被选为进一步研究的对象。ColD14能剂量依赖性地抑制由ATP、尼日利亚菌素或MSU诱导的IL-1β分泌和caspase-1切割，但不影响NF-κB通路的启动步骤，并且它通过破坏NLRP3寡聚化及其与ASC和NEK7的相互作用来抑制炎症小体的组装。

图1 ColD14抑制NLRP3炎症小体激活而不影响启动步骤

2、EPRS被确定为ColD14的潜在靶点

通过pull-down实验和质谱分析，EPRS被鉴定为ColD14的结合蛋白，且Western blot分析显示EPRS以剂量依赖的方式被Biotin-ColD14拉下。

图2 EPRS被确定为ColD14的潜在靶点

3、EPRS是ColD14的直接靶点，并介导NLRP3炎症小体激活的抑制

通过SPR和酶活性实验证实ColD14直接结合并抑制ProRS的活性，且siRNA敲低EPRS可抵消ColD14对NLRP3炎症小体激活的抑制作用。

图3 EPRS是ColD14的直接靶点，并有助于抑制NLRP3炎症小体激活

4、ProRS中ATP结合口袋的Arg1152、Arg1278和Glu1154是ColD14与ProRS互作的关键

分子对接和丙氨酸扫描分析表明，ColD14与ProRS的ATP结合口袋中的R1152、E1154和R1278残基发生特异性相互作用，这些残基的突变会显著降低ColD14与ProRS的结合。

图4 ColD14与ProRS的ATP结合口袋中的Arg1152、Arg1278和Glu1154结合中发挥作用

5、线粒体自噬是ColD14通过EPRS介导抑制NLRP3炎症小体激活的关键下游通路

ColD14不直接结合炎症小体组分，而是通过稳定线粒体膜电位、减少线粒体ROS产生和促进线粒体自噬来抑制NLRP3炎症小体激活，且EPRS敲低会消除ColD14诱导的线粒体自噬和保护作用。

图5 线粒体自噬是ColD14通过EPRS介导抑制NLRP3炎症小体激活的关键下游通路

6、抑制EPRS激活AAR信号通路以介导线粒体自噬

ColD14抑制EPRS后激活了AAR通路（表现为p-GCN2、p-eIF2α和ATF4水平升高），而敲低GCN2会减弱ColD14诱导的AAR激活、线粒体自噬以及对NLRP3炎症小体激活的抑制。

图6 抑制EPRS激活AAR信号通路以介导线粒体自噬

7、ColD14缓解小鼠DSS诱导的急性结肠炎

在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中，ColD14（10或30 mg/kg）腹腔注射能显著减轻体重下降、降低DAI评分、改善结肠缩短和病理损伤，其30 mg/kg剂量的疗效优于200 mg/kg的5-ASA，且未观察到明显毒性。

图7 ColD14改善DSS诱导的小鼠急性结肠炎

三、总结

在本研究中，通过筛选二倍半萜类化合物库，作者发现了一种新型二倍半萜衍生物ColD14，它在体外和体内均能抑制NLRP3炎症小体的激活。通过pull-down实验，EPRS被确定为ColD14的直接靶点。敲低EPRS可减弱ColD14对NLRP3炎症小体激活的抑制作用。分子对接结合丙氨酸扫描分析表明，ColD14直接与ProRS的ATP结合区相互作用。体外酶实验表明，ColD14抑制ProRS活性。这种抑制随后激活了氨基酸反应（AAR）通路并促进了线粒体自噬，从而进一步抑制了NLRP3炎症小体的激活。研究表明，ProRS作为调节NLRP3炎症小体激活的靶点具有相当大的治疗潜力。此外，通过ColD14靶向ProRS可能为UC患者提供一种新的治疗策略。

参考文献

https://link.springer.com/article/10.1007/s11427-025-3367-3