ASK1在氧化应激条件下的激活

糖尿病肾病 (DKD)

糖尿病不可怕，可怕的地方是并发症。糖尿病肾脏病变是糖尿病最常见也是最严重的并发症之一，糖尿病肾病为糖尿病主要的微血管并发症，主要指糖尿病性肾小球硬化症，一种以血管损害为主的肾小球病变。糖尿病肾病进而发展成尿毒症，是糖尿病主要的死亡原因之一。糖尿病肾病是导致终末期肾衰竭的主要原因，与心血管疾病关系密切，这也是糖尿病的致死率增加的原因之一。

糖尿病肾病与氧化应激

糖尿病肾病主要的病理生理学相关因素包括糖代谢紊乱、氧化应激 (OS)、肾素-血管紧张素系统 (RAS) 激活等。其中氧化应激在糖尿病肾病的发病机制中起着至关重要的作用。氧化应激因其可促进糖尿病肾病中的肾小球硬化和肾小管间质纤维化，

常作为糖尿病肾病治疗的研究热点。

凋亡信号调节激酶 1 (Apoptosis signal-rgulating kinase 1，ASK1) 通常通过氧化应激在体内被激活。ASK1 是一种广泛表达的氧化还原敏感性丝氨酸/苏氨酸激酶，可激活 p38 和 c-Jun N 末端激酶 (JNK)MAPKKs，并诱导细胞凋亡，炎症和纤维化信号传导。在氧化应激状态下 ASK1 激活 JNK，从而抑制 MEKK1、NF-κB 活性，使细胞从生存走向死亡，相反，在还原状态下硫氧还蛋白 (Trx) 通过 MEKK1-JNK 激活 NF-κB，结合并抑制 ASK1 使细胞偏向于生存的途径。

研究人员利用药物高通量筛选发现了一种新型 ASK1 抑制剂，并对其结构进行改进以提高对 ASK1 的有效性和敏感性，最终合成一种 ATP 竞争性 ASK1 抑制剂 GS-444217。GS-444217 对 ASK1 的自磷酸化以及下游底物磷酸化(如 p38 和 JNK )的可逆性抑制作用呈剂量和时间依赖性（如图1 所示）。GS-444217 浓度为 0.3 μM 时，降低 ASK1 磷酸化，且阻止 MKK3/6，MKK4，p38 和 JNK 磷酸化；浓度为 1 μM 时，完全抑制 ASK1 活性。GS-444217 加入培养基后 5 分钟开始降低 ASK1 活性，30 分钟达到最大抑制水平。而从培养基中除去 GS-444217，10 分钟后 ASK1 自磷酸化开始恢复，2 小时后完全恢复。

图1. GS-444217抑制ASK1 活性，这种作用存在剂量依赖性

本实验还在大鼠急性肾缺血再灌注 (I/R) 损伤模型中验证了 GS-444217 对肾小管损伤的保护作用。单剂量口服 GS-444217 可抑制氧化应激引发的 ASK1，p38 和 JNK 磷酸化，并抑制趋化因子的表达。口服 GS-444217 可改善双侧缺血/再灌注诱发的肾损伤，损伤后第 1 天血肌酐和血尿素氮，及组织学肾小管坏死评分和凋亡细胞数量得到改善。在单侧输尿管梗阻 (Unilateral ureteral obstruction，UUO) 模型中，GS-444217 还可缓解纤维化。

图2.在大鼠急性肾缺血再灌注损伤模型中，GS-444217 抑制 ASK1，p38 和 JNK 活化

小M 的小思考：

研究人员利用药物高通量筛选发现了一种新型 ASK1 抑制剂，并对其结构进行改进以提高对 ASK1 的有效性和敏感性，最终合成一种 ATP 竞争性 ASK1 抑制剂 GS-444217。 GS-444217 可降低慢性进行性肾脏炎症性疾病和肾脏纤维化，且终止肾小球滤过率下降。此外，GS-444217 与血管紧张素转换酶抑制剂依那普利（Enalapril）联合用药，导致蛋白尿减少和肾小球硬化的消退。从该研究结果中不难看出，ASK1 抑制剂（如 GS-444217）有望成为糖尿病肾病治疗的开发热点。

参考文献

[1]Liles JT, etal. ASK1 contributes tofibrosis and dysfunction in models of kidney disease.J Clin Invest. 2018 Oct1;128(10):4485-4500.

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GS-444217 是一种有效的选择性 ATP 竞争性凋亡信号调节激酶 1 (ASK1) 抑制剂，IC50 为 2.87±0.85 nM。