Necrostatin-1

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Necrostatin-1(简称 Nec-1)是一种色胺衍生物,是全球首个被发现的小分子 程序性坏死 抑制剂。它通过特异性结合并抑制 RIPK1(受体相互作用蛋白激酶 1)的激酶活性,阻止 坏死小体Necrosome)的组装,从而阻断由 TNF-α 等死亡受体介导的细胞非凋亡性死亡。Nec-1 的应用揭示了细胞坏死是可以被基因调控的受控过程,而非单纯的被动裂解。其优化版本 Nec-1s 具有更好的代谢稳定性和更高的选择性,广泛用于各类缺血性损伤的动物模型研究。

点击展开详细化学与生物学参数
Necrostatin-1 分子结构式
CAS 号 4311-88-0
化学名称 5-(1H-Indol-3-ylmethyl)-3-methyl-2-thioxo-4-imidazolidinone
化学式 C13H13N3OS
分子量 259.33 g/mol
主要靶点 RIPK1 激酶域
IC50 (体内) ~0.49 µM
溶解性 易溶于 DMSO
优化版本 Nec-1s (7-Cl-O-Nec-1)
研究地位 程序性坏死研究的基石

作用机制:精准阻断坏死信号

Necrostatin-1 通过独特的变构调节机制,干预细胞坏死的中枢环节:

  • 特异性结合 RIPK1: Nec-1 能够嵌入 RIPK1 激酶域中一个高度保守的疏水袖珍区(Pocket)。这种结合不直接竞争 ATP 位点,而是使激酶处于一种非活性的构象状态。
  • 阻断坏死小体组装: 当细胞内 Caspase-8 活性受抑且死亡受体激活时,正常的 RIPK1 会磷酸化并招募 RIPK3 形成 坏死小体Nec-1 的介入使得 RIPK1 无法发生自磷酸化,从而从源头上切断了向下游效应分子 MLKL 传递信号的能力。
  • 保护膜完整性: 通过阻止 MLKL 的磷酸化和易位,Nec-1 最终防止了细胞质膜的孔道形成和细胞内容的炎性释放。

临床前研究应用与治疗潜力

疾病领域 Nec-1 效应 研究价值与意义
脑梗死 (Stroke) 减少梗死面积 在缺血再灌注模型中,Nec-1 显著降低了缺血半暗带区的神经元死亡,证明了坏死在急性脑损伤中的主导作用。
心肌梗死 心脏保护 通过抑制心肌细胞坏死和纤维化,改善急性梗死后的心脏泵血功能。
阿尔茨海默病 抑制炎症反应 研究表明 RIPK1 介导的小胶质细胞坏死加剧了神经毒性,Nec-1 在模型中表现出神经保护潜力。
急性胰腺炎 缓解组织坏死 坏死是胰腺炎进展的核心,Nec-1 能有效降低血清淀粉酶水平并减轻腺泡损伤。

科研挑战:从 Nec-1 到 Nec-1s

工具药物的演进

  • 代谢不稳定性: 原始的 Nec-1 在体内极易受到 IDO(吲哚胺-2,3-双加氧酶)的影响而降解,且半衰期较短。
  • 脱靶效应: Nec-1 会微弱抑制 IDO,这在复杂的免疫学实验中可能干扰结果解读。
  • Nec-1s 的诞生: 经过化学修饰的优化版本(Nec-1 stable),移除了对 IDO 的抑制作用,极大提升了代谢稳定性,且对 RIPK1 的抑制更具 高选择性。现代研究推荐优先使用 Nec-1s

核心相关概念

  • RIPK1 Nec-1 的直接分子靶点,调控存活、凋亡与坏死的三叉路口分子。
  • 程序性坏死 (Necroptosis): 一种依赖激酶活性的受控坏死方式,具有强烈的促炎特性。
  • MLKL 坏死通路的终末执行者,形成膜孔导致细胞裂解。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Degterev A, et al. (2005). Chemical inhibitor of necroptosis, necrostatin-1, offers protection from cerebral ischemia. Nature Chemical Biology.
[里程碑研究]:首次界定了“程序性坏死”概念,并发现了第一个特异性抑制剂 Necrostatin-1

[2] Degterev A, et al. (2008). Identification of RIP1 kinase as a specific cellular target of necrostatins. Nature Chemical Biology.
[靶点确证]:通过化学生物学手段确证了 Nec-1 的直接分子靶点为 RIPK1

[3] Yuan J, et al. (2019). Necroptosis and RIPK1-mediated neuroinflammation in CNS diseases. Nature Reviews Neuroscience.
[学术综述]:系统论述了以 Nec-1 为工具分子发现的坏死通路在中枢神经系统疾病中的作用机制。

           Necrostatin-1 · 知识图谱
药理分类 RIPK1 抑制剂 • 变构调节剂 • 程序性死亡干预
研究模型 MCAO 模型心肌再灌注损伤SIRS 反应
衍生进化 Nec-1Nec-1sGSK'963 (高活性)