《细胞》:重大突破!斯坦福团队筛选5000+化合物,发现抗疟疾药物青蒿...

每天聊点有用的 2024-10-17 21:50:53

*仅供医学专业人士阅读参考

虽然已经是快10年前的事儿了,回想起屠呦呦因青蒿素拿下诺贝尔奖,奇点糕还不禁有些心潮澎湃。没想到拯救过百万人的抗疟“神药”青蒿素,它的衍生物到今天还能给我们带来新的惊喜,而且可能是一种重大疾病的0的突破。

今日,斯坦福大学科学团队在《细胞》杂志发文,研究者们开发了新的高通量多维度药物筛选技术,从约5000个化合物中找到了治疗心脏纤维化的破局新药,青蒿琥酯(ART)。

研究者们发现,青蒿琥酯以MD2为靶点,能够有效抑制心脏成纤维细胞中的纤维化基因表达,抑制其增殖、迁移和收缩,减少胶原蛋白沉积,改善心衰小鼠心脏功能。

心脏纤维化目前尚无临床治疗手段,考虑到青蒿琥酯已经在真实世界有大规模的应用,或许心脏纤维化药物很快就能迎来0的突破。

论文题图

所谓的纤维化,主要特征就是过度的细胞外基质(ECM)沉积,这会导致器官硬化和功能障碍。根据统计数据,发达国家的45%死亡人口可以归因于纤维化导致的器官衰竭。

如此严峻的形势,我们可用的药物却不多。FDA目前批准了两款可用于特发性肺纤维化治疗的药物,吡非尼酮和尼达尼布,但这两种药物对心脏纤维化却各有各的问题。前者作用机制不明,在临床试验中未能改善心功能,后者则具有潜在的心脏毒性、不适合用作慢性心脏病患者的长期治疗。

寻找心脏纤维化的潜力候选药物已经成为当务之急。

心脏纤维化是诸多疾病的常见合并症,包括缺血性心力衰竭(HF)、遗传性心肌病、糖尿病和衰老。在成年人体内,来自心外膜的常驻心脏成纤维细胞(CF)会在应激反应中被激活成为肌成纤维细胞(MyoFB),以表达αSMA和ACTA2为特征。

斯坦福的科学家们建立了一个人诱导多能干细胞(iPSC)为基础的多尺度药物发现平台,从iPSC中获得对纤维化刺激敏感的iPSC-CF,以ACTA2为标志检测MyoFB的激活。研究者对约5000个化合物进行了2次独立的高通量筛选,每个化合物测试7个不同剂量,并随后对iPSC衍生的心肌细胞(CM)和内皮细胞(EC)进行反筛选,排除具有潜在心血管毒性的化合物。

筛选平台工作流程

筛选得到的头号粽子选手就是青蒿琥酯(ART),EC50为2.1μM,10μM浓度时对iPSC-CM或iPSC-EC无毒性,50μM时仍不显著损害原代CF/CM/EC活力,可以说是很优秀了。

在多种促纤维化因子诱导的iPSC-CF模型和心脏纤维化患者体内分离的MyoFB中,青蒿琥酯都能有效地抑制MyoFB增殖和胶原分泌。而且青蒿琥酯预防和治疗都有效果。

青蒿琥酯能够抑制TGF-β1诱导的纤维化

接下来,研究者给小鼠做了主动脉缩窄术(TAC),用以模拟心脏肥厚早期阶段的纤维化。青蒿琥酯治疗能显著减少心肌中的胶原沉积和MyoFB标记基因表达。青蒿琥酯还显著改善了TAC导致的心衰相关心脏功能障碍。

在缺血再灌注(IR)模拟心肌梗死的小鼠模型中,青蒿琥酯也能显著改善心功能。

青蒿琥酯改善TAC诱导的心衰

研究者进一步探索了青蒿琥酯背后的分子机制。

青蒿琥酯的作用靶点为髓系分化因子2(MD2),抑制了MD2/TLR4信号通路,减轻了CF中的纤维化基因表达。

研究者发现,有诸多内源性配体能够激活MD2/TRL4,这一通路对心脏纤维化的发展至关重要,也能作为其他纤维化的通用靶点。

令人期待的是,青蒿琥酯已经广泛应用于治疗疟疾,用药人数超过百万,安全性很有保障。本研究中1μM青蒿琥酯即可显著降低MyoFB的激活,这一剂量低于抗疟治疗所需。

不过抗疟治疗中青蒿琥酯用药时间较短,如果用于心脏纤维化的治疗,其长期安全性还需要进一步探讨。

参考资料:

[1]https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01092-4

本文作者 | 代丝雨

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