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本研究针对炎症性疾病中过度激活的细胞焦亡(pyroptosis)通路，通过人工智能筛选获得能特异性阻断气孔素D(GSDMD)孔道的多肽SK56。该研究证实SK56可有效抑制巨噬细胞和人类外周血白细胞中GSDMD-NT孔道形成，延缓线粒体损伤和炎症因子释放，在脓毒症小鼠模型中显著提高生存率。这项发表于《Nature Immunology》的工作为炎症相关疾病治疗提供了新策略。
炎症反应是多种重大疾病的核心病理机制，其中由气孔素D(Gasdermin D, GSDMD)介导的细胞焦亡(pyroptosis)近年来备受关注。当炎症小体(inflammasome)激活时，GSDMD被切割释放N端结构域(GSDMD-NT)，在细胞膜上形成纳米级孔道，导致炎症因子释放和细胞死亡。虽然靶向GSDMD孔道是治疗炎症的理想策略，但传统方法难以稳定获取孔道蛋白结构，且小分子抑制剂因孔径限制效果不佳。
针对这一难题，陆军军医大学王淦团队联合多个研究中心，利用深度学习模型Transformer开发了新型多肽SK56。研究通过虚拟筛选和实验验证，证明SK56能特异性结合GSDMD-NT孔道，延缓细胞焦亡进程而不影响上游信号通路。该成果发表于《Nature Immunology》，为炎症性疾病治疗提供了精准干预工具。
关键技术包括：1) 基于20,000组蛋白互作数据的Transformer模型优化；2) 脂质体纳米颗粒(PDA)孔道阻断检测；3) 人肺泡类器官-巨噬细胞共培养系统；4) 临床样本队列分析(88名健康志愿者和163名脓毒症患者)；5) LPS和盲肠结扎穿孔(CLP)两种小鼠脓毒症模型。
SK56抑制细胞焦亡和炎症因子释放
实验显示SK56能剂量依赖性地抑制THP-1细胞和骨髓来源巨噬细胞(BMDM)的焦亡，IC50分别为1.38 μM和1.12 μM。值得注意的是，SK56不影响caspase-1对IL-1β和GSDMD的切割过程，但能减少90%的SYTOX绿色染料内流，表明其直接作用于孔道功能而非上游信号。
SK56特异性靶向GSDMD-NT孔道
生物层干涉实验显示生物素化SK56与焦亡细胞膜片段结合解离常数(Kd)达10.9 nM，而对照细胞膜无结合。显微热泳动(MST)证实SK56对GSDMD-NT和GSDMC-NT亲和力最强(Kd~0.25 μM)。分子动力学模拟揭示SK56的8个关键残基(如Arg22、Met29)通过改变孔道表面电荷特性发挥作用。
SK56促进膜修复系统激活
在LPS+尼日利亚菌素处理的BMDM中，SK56使Annexin V+细胞减少68%，该效应可被ESCRT抑制剂EDTA逆转。透射电镜显示SK56能减轻线粒体损伤，使活性氧(ROS)积累降低30-60%，ATP下降减缓10-40%。
SK56阻断"旁观者效应"
研究创新性地发现，携带GSDMD-NT孔的焦亡细胞膜片段(PCFBFP)能被树突状细胞(DC)高效吞噬(提高5倍)，而SK56可抑制该过程60%。在肺泡类器官-巨噬细胞共培养模型中，SK56延迟calcein-AM荧光衰减50%，使广泛性细胞死亡推迟8小时。
显著的体内保护效果
在LPS诱导的脓毒症模型中，SK56(1 mg/kg)使野生型小鼠7天生存率从45%提升至100%，效果与Gsdmd-/-小鼠相当。病理分析显示SK56显著减轻肺、肾等器官损伤，降低AST、BUN等血清指标。临床样本验证显示，SK56使脓毒症患者血液中IL-1β水平降低80%，免疫细胞死亡减少33%。
该研究首次证实人工智能设计的肽类分子可精准调控GSDMD孔道功能，提出了"损伤控制"而非完全抑制焦亡的新治疗理念。SK56不仅能延缓细胞死亡，还通过维持ESCRT系统修复时间窗、阻断焦亡细胞膜引发的级联炎症，为脓毒症、自身免疫病等炎症性疾病提供了全新治疗策略。特别值得注意的是，SK56在已形成孔道后仍能发挥作用，这与已知的GSDMD抑制剂如二硫仑(DSF)形成互补，展现出更广阔的临床应用前景。
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