小分子藥物的新靶點—RORs

李天行 楊淼 沈碩 仲兆民 劉超

摘要：視黃素相關孤核受體家族（RORs）是晝夜節律、代謝和免疫系統發育的重要調節因子，通過作用于不同組織器官的RORE元件，在信號分子與轉錄應答間建立起緊密的聯系，從而調控細胞的生長與分化。RORs對小分子藥物極為敏感，具有作為治療不同疾病的藥物靶點的潛力。3種不同亞型RORα、RORβ、RORγ，廣泛分布于機體各處，分別在各項活動中行使相同或不同的功能。本文將對RORs作為藥物靶點，在晝夜節律、代謝與T細胞發育3個方面的調控機制進行綜述。

關鍵詞：RORs ?晝夜節律 ?代謝調控 ?T細胞發育 ?藥物靶點

核受體家族是一類由對應配體激活的轉錄因子家族，其在激活后能直接進入細胞核結合至靶DNA的靶序列，從而對機體的各種生理活動發揮重要的調控作用。孤核受體是一類沒有天然配體或尚未發現配體的核受體家族，視黃素相關孤核受體家族（RORs）就是其中之一。

利用配體靶向調節核受體的藥物研究在近些年快速發展，引起了人們對孤核受體可能存在的配體的極大興趣，從而促使了具有藥代動力學和藥效學特性的人工合成配體相似化合物的研究進一步發展，進而研發出能治療相關疾病的藥物。這種策略已經發現幾種孤兒受體可以作為潛在的藥物靶點，其中就包括了能調節晝夜節律、新陳代謝和免疫功能的RORs。

RORs基因家族有3種不同亞型，分別是RORα、RORβ、RORγ，這3個RORs家族成員作為晝夜節律振蕩器的一個子組件，是多種生理功能發育的重要調節因子。隨著對RORs的研究逐漸深入，目前已經確定了一些與RORs的配體結合域相互作用的配體，它們可以作為RORs轉錄活性的激動劑或拮抗劑（見圖1）。這些配體主要包括甾醇及其衍生物，例如膽固醇、7-脫氫膽固醇和25-羥基膽固醇，可以作為激動劑與RORα的配體結合域相互作用;而一些含氧甾醇，如7-酮基膽固醇和24-羥基膽固醇，卻可以作為RORα和RORγ的拮抗劑發揮作用。

此外，硬脂酸和全反式維甲酸雖然不與RORα或RORγ結合，卻可以作為RORβ的拮抗劑與其配體結合域相互作用。這些觀察結果不僅推翻了原來的認識，證明RORs是一種可以受配體影響的轉錄因子，也表明RORs具有作為治療不同疾病的藥物靶點的潛力，其作為靶點的治療效果將取決于配體的性質和其所處的局部環境。

由于RORs在晝夜節律調控、代謝與T細胞發育3個生理功能中扮演了不可或缺的角色，目前以RORs為藥物靶點開發藥物逐漸成為了熱門的研究課題，以期能找到能調控晝夜節律或代謝過程，或是能影響免疫功能的全新藥物。下文將著重介紹RORs在晝夜節律、代謝與T細胞發育中發揮的作用與相關疾病，更加詳盡地闡明RORs作為藥物靶點開發藥物的必要性。

1晝夜節律調控

生物鐘是包括人類在內的絕大多數生物對地球周期性變化的長期適應所產生的內在計時機制，一般以24h為周期。晝夜節律的異常將會嚴重影響各項生理功能，從而導致各類疾病，如睡眠障礙和情緒障礙，更嚴重的甚至會導致糖尿病、肥胖和癌癥的發生。

生物鐘的分子核心是一個由幾個相互關聯的反饋回路組成的轉錄/翻譯調控網絡，其中轉錄激活因子BMAL1、CLOCK、隱花色素（CRY）和周期蛋白（PER）在生物節律的形成過程中起到了重要作用^[2]。轉錄激活因子BMAL1與CLOCK結合形成BMAL1-CLOCK異二聚體，通過與靶基因啟動子調控區E-box增強子相互作用，正向調控包括PER和CRY在內的許多基因的晝夜節律表達。而當PER和CRY蛋白積累到一個臨界水平時，它們反過來會進行抑制BMAL1的轉錄，也抑制了BMAL1-CLOCK復合物的形成。這最終導致了PER和CRY蛋白水平的降低，從而出現了一個新的激活和抑制周期，這就是晝夜節律振蕩表達的基本機制。

上述的生物鐘反饋環路同樣也會受到其他的輔助通路的調控，最典型的一條就是由RORs和REV-ERBs兩種轉錄因子家族通過RORE元件對BMAL1的表達進行調控。RORs作為正調控因子，能通過促進BMAL1的轉錄，與之相反，REV-ERBs能抑制BMAL1的表達。因此，RORs的缺失將導致異常的晝夜節律行為的出現，其雖然并不是BMAL1或其他生物鐘基因表達晝夜節律的關鍵因子，但確實可以對關鍵生物鐘基因的表達量產生影響。

目前已經發現一些天然化合物可以通過與RORs作用來調節晝夜節律（見圖2）——2，3-二氫-3β-甲氧基醉茄素A可作為RORα的拮抗劑，延長細胞的生物周期;肉葉蕓香堿通過積累在細胞核中RORα數量來延長生物周期;巴伐卡爾酮可增強RORα的表達，控制BMAL1的晝夜節律轉錄，并抑制細胞衰老。這些化合物的發現，為研發治療晝夜節律異常相關疾病的藥物提供了參考依據，具有十分重要的意義。

2 代謝調控

晝夜節律與代謝調節之間的關系錯綜復雜，核心時鐘基因的表達量變化造成一系列異常代謝疾病，如肥胖、血脂異常、Ⅱ型糖尿病和動脈粥樣硬化。越來越多的證據表明，RORs作為中間體，可以將晝夜節律振蕩與體內各種生理代謝過程的循環控制結合起來，如能量穩態的維持、脂質代謝等，從而發揮著重要的調控作用。

研究發現，RORα突變小鼠盡管食物攝入量較高，但它們的體脂指數卻比對照小鼠低，具有明顯的低脂蛋白血癥，這是因為RORα的突變將使脂蛋白脂肪酶的活性大大增加，使得脂類代謝加快。RORγ敲除的小鼠雖然膽固醇和甘油三酯水平未發生改變，其血糖水平卻有所降低。

對WT、RORα敲除、RORγ敲除和RORα;RORγ雙敲除小鼠肝臟的基因表達譜進行比較，一些基因在敲除小鼠中都只上調或下調，從而發現RORα和RORγ都可以作為代謝基因表達的調控因子，這表明RORα和RORγ之間存在一定程度的功能重復。這可能和它們作為同一家族基因，在與RORE元件的結合親和度上的相似性有關。

鑒于RORs在代謝調節中的重要作用，調節RORs活性的配體可能在多種代謝疾病的治療中可以發揮作用。研究人員通過人工合成的方式獲得了一種有效的強特異性的RORα拮抗劑——SR3335（見圖3），使用SR3335對小鼠進行治療，小鼠的血糖水平顯著降低，而糖異生中限速酶的表達量也出現了降低。

3 T細胞發育調控

機體的健康程度與免疫系統的強弱有直接的關系，而RORs在胸腺生成、次級淋巴組織以及免疫細胞的分化成熟中皆有重要的意義。研究發現，RORα和RORγt在輔助T細胞分化過程中被激活，在輔助T細胞分化中起到了關鍵作用。

RORγt在輔助T細胞分化中的作用表明，從RORγ缺失小鼠中分離的T17細胞發育受損;相反，外源性RORγt使輔助T細胞能顯著增加免疫因子的表達。與RORγt一樣，RORα在輔助T細胞分化過程中同樣被激活。RORα的缺失將會導致部分免疫因子含量的降低，而外源性RORα則增強了輔助T細胞中免疫因子的表達。另外，同時存在RORα和RORγ缺陷的小鼠完全缺乏T17細胞，并能抑制自身免疫性疾病的發展。

研究人員同樣通過人工合成的方式獲得了能治療免疫紊亂相關疾病的RORs拮抗劑——SR1001（見圖3），能夠直接與RORα和RORγ結合，抑制RORα和RORγ的活性，從而抑制了T17細胞的產生。這意味著此化合物在治療自身免疫性疾病中能發揮重要作用。

4結語

近年來，隨著對RORs的研究逐漸深入，科學家逐漸發現RORs這種核受體家族在生物節律、代謝調節以及在免疫方面的生理功能。作為晝夜節律振蕩器的一個子組件，RORs在晝夜節律時鐘的控制和代謝基因表達的節律性等方面作出了巨大的貢獻，同時參與了免疫器官的發育和輔助T細胞的分化。因此，RORs的缺失或失活將會導致節律異常、代謝紊亂和免疫削弱等各類疾病。

令人驚喜的是，RORs作為轉錄因子，其對小分子藥物極為敏感，RORs缺陷的模式動物的構建也為了RORs可能作為干預這些疾病過程的潛在新靶點提供了可能性。RORs的表達活性可以被小分子配體調節的發現也有力地支持了這一前景。也許在未來的某天，以RORs為靶點的臨床用藥將會成為治療相關疾病的新寵兒。

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中圖分類號：R91DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2202-5640-7602

基金項目：江蘇省“大學生創新創業訓練計劃（項目編號：202010285135Y）”;國家自然科學基金項目（項目編號：31571204，81701347）;江蘇省自然科學基金青年項目（項目編號：BK20170351）。

作者簡介：李天行（2000—）男，本科在讀，研究方向為藥物篩選。

楊淼（1999—），女，碩士在讀，研究方向為生物化學。

沈碩（1985—），女，本科，研究方向為生物制藥。