作者：黃勇 北京積水潭醫院

非甾體抗炎藥（NSAIDs），包括水楊酸（SA），靶向哺乳動物環氧化酶。在植物中，SA是一種防御激素，它調節免疫相關基因的主要轉錄調節因子——非致病相關基因1（NPR1）的表達。我們發現，奧昔康類非甾體抗炎藥泰諾昔康（TNX）、美洛昔康和吡羅昔康，而不是其他類型的非甾體類抗炎藥，對細菌免疫和SA依賴性植物免疫反應具有抑制作用。TNX治療降低NPR1水平，獨立于提議的SA受體NPR3和NPR4。相反，TNX誘導胞漿氧化還原狀態的氧化，這也受到SA的影響，并調節NPR1穩態。半胱氨酸標記試驗表明，NPR1中的半胱氨酸殘基可以在體外氧化，導致NPR1的二硫橋低聚，但無論SA或TNX處理如何，在體內都不能。因此，本研究表明，奧昔康抑制NPR1介導的SA信號傳導，而不影響NPR1的氧化還原狀態。
植物保持免疫機制以限制病原體的入侵。病原體已經進化并分泌過多的效應分子，以抑制宿主免疫反應并促進定植。反過來，植物進化出同源的抗性蛋白來識別這些效應物，從而產生強烈的免疫反應，稱為效應物觸發免疫。這種類型的免疫通常與過敏反應有關，即局部細胞死亡，以限制病原體的生長。
水楊酸（SA）最初從白柳（Salix alba）樹皮中分離出來，兩千多年來一直被用于緩解疼痛和退燒。SA衍生物，如阿司匹林、乙酰水楊酸和其他結構類似物，屬于一類被稱為非甾體抗炎藥（NSAIDs）的藥物，通常用于治療疼痛和炎癥。NSAIDs的主要靶點是環氧化酶（COX）酶，在人類炎癥過程中將花生四烯酸轉化為前列腺素。在植物中，SA作為一種關鍵的植物激素發揮作用，對生物營養和半生物營養的病原體進行免疫所需。許多植物在病原體感染時產生和積累較高水平的SA。SA降解酶的異位表達或SA缺乏導致植物對感染的易感性，而SA的外源應用增強了植物的防御反應。擬南芥非致病相關基因表達子1（NPR1）是一種轉錄輔因子，調節SA依賴性信號通路，95%以上對SA類似物苯并噻二唑有反應的基因是NPR1依賴性。最近，NPR1也被證明是Cullin 3 E3泛素連接酶的接頭。
最近的研究表明，NPR1及其同系物NPR3和NPR4對SA具有親和力，并參與SA感知。由于SA促進了NPR1–NPR3相互作用，但破壞了NPR1-NPR4相互作用，因此建議NPR3和NPR4作為Cullin 3 E3泛素連接酶的銜接子，以響應SA15而轉換NPR1。對NPR4–SA復合物的結構分析表明，SA完全埋在NPR4的疏水核中，從而導致其劇烈的構象變化，這可能會破壞NPR1–NPR4的相互作用。形成NPR4與SA相互作用表面的氨基酸殘基在NPR1同系物中高度保守，證實了NPR1也與SA19結合。相比之下，Ding等人證明NPR3和NPR4是SA應答基因的轉錄共阻遏物，但在SA結合時，這種阻遏物會丟失。此外，同一研究報告，SA與NPR1的結合促進其轉錄激活。
擬南芥NPR1是一種富含半胱氨酸的蛋白質，其活性受到半胱氨酸殘基20的翻譯后修飾的調節。特別是，Mou等報道，在正常條件下，NPR1主要作為低聚物存在于細胞質中，該低聚物通過半胱氨酸殘基之間的氧化還原敏感分子間二硫鍵形成。后來，Tada等人發現NO供體S-亞硝基谷胱甘肽促進Cys156的S-亞硝基化，進而促進二硫橋NPR1低聚。SA積累導致細胞氧化還原平衡向還原狀態轉移，然后通過硫氧還蛋白介導的二硫鍵還原釋放活性NPR1單體，因此，NPR1被認為是植物中的氧化還原傳感器。
此前，我們利用擬南芥懸浮細胞Pseudomonas syringae pv建立了高通量篩選方法。番茄DC3000（Pto）avrRpm1系統用于鑒定植物免疫啟動劑。在該系統中，懸浮細胞表現出由效應蛋白AvrRpm1的識別觸發的免疫相關程序性細胞死亡。植物免疫啟動化合物，如SA和噻替尼，在10?μM濃度28。通過篩選一組化學文庫，我們分離了幾種植物免疫啟動化合物，這些化合物在本試驗中增強了效應器觸發的細胞死亡。
在這里，我們報道了一類非甾體抗炎藥——奧克西敏（oxicams），它增強了效應器引發的細胞死亡，但與SA不同，它抑制了對細菌的免疫，并下調了植物中SA依賴性免疫反應。其中，替諾昔康（TNX）干擾SA誘導的細胞氧化還原轉移，這對NPR1穩態非常重要，并廣泛抑制SA應答基因，降低NPR1水平，而不依賴于NPR3和NPR4。值得注意的是，我們的生化證據表明，無論SA或TNX處理如何，體內NPR1的主要形式都是還原型，這不支持先前提出的NPR1的低聚物-單體過渡模型。
在先前使用Pto-avrRpm1誘導的擬南芥懸浮細胞培養物中的細胞死亡26的篩選試驗中，我們鑒定了19種NSAID化合物作為細胞死亡增強劑。8種NSAID化合物來自MicroSource庫，13種化合物來自NPDepo庫30，包括布洛芬（IBF）和酮洛芬（KPF），這兩種化合物都包含在兩個庫中（補充圖1和補充表1）。我們從化學結構方面選擇了八種具有代表性的化合物進行進一步研究。與阿司匹林類似，通過應用丙酸衍生物（IBF和萘普生（NPX））、乙酸衍生物（吲哚美辛（IDM）和舒林酸（SLD））、鄰氨基苯甲酸衍生物（甲芬那酸（MFA））和奧昔康衍生物（TNX、美洛昔康（MLX）和吡羅昔康（PRX）），盡管在模擬處理的對照中，一些在較高濃度下是有毒的。