筛选同时考虑纤维化与心脏功能
心脏成纤维细胞活化后会增加细胞外基质，并改变组织力学及心肌功能。2024 年发表于 Cell 的研究 Multiscale Drug Screening for Cardiac Fibrosis Identifies MD2 as a Therapeutic Target，建立了从人源细胞到工程组织和动物模型的多层筛选路线。
作者利用诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）来源心脏成纤维细胞，比较约 5,000 种临床前和临床候选化合物。筛选使用 2 个独立的成纤维细胞报告株，同时测量肌成纤维细胞相关信号和细胞存活，以筛选抑制活化、同时保留细胞活力的候选物。
初筛后，研究者利用机器学习预测药物的吸收、分布、代谢、排泄与毒性，从中选出 20 种候选物进行反筛。反筛在心肌细胞和内皮细胞中检测细胞活力，并测量心肌收缩速度，以排除潜在心血管毒性。
作者还在更低浓度下复查了一些初筛中表现出毒性的化合物，发现其中部分仍会损伤心肌细胞或干扰其他细胞功能。综合抗纤维化效果和细胞安全性结果，研究选择青蒿琥酯作为重点候选物。
原代成纤维细胞与工程心脏组织的功能比较
作者随后使用多种促纤维化因素，观察青蒿琥酯对成纤维细胞活化的影响。原代人心脏成纤维细胞的增殖、迁移、收缩和胶原分泌均有相应减弱，并在心肌病患者组织分离的病变细胞中继续比较。
在促纤维化刺激与药物同时加入，以及细胞已被激活后再加入药物这两种比较中，青蒿琥酯均降低了 ACTA2 表达。
三维工程心脏组织由心肌细胞和成纤维细胞组成。促纤维化条件使组织收缩、舒张速度下降，被动张力增加；青蒿琥酯改善这些功能指标，同时降低 ACTA2 与胶原相关表达。组织层面的变化因此与细胞活化指标相互对应。
小鼠心脏表型与成纤维细胞亚群变化
在压力负荷相关心脏病变小鼠中，作者分别比较早期干预与已经出现心功能异常后的干预。两种情况下，胶原沉积及相关细胞活化减弱，收缩和舒张功能的恶化也受到抑制。另一种缺血再灌注相关模型提供了不同病变背景的比较。
单核转录组分析用于识别心脏组织中哪些细胞群发生变化。压力负荷增加一类成纤维细胞亚群及纤维化相关表达，青蒿琥酯减轻这一变化；拟时序分析也显示细胞活化状态分布发生改变。
其中一个成纤维细胞亚群在对照组占 9.6%，压力负荷后增至 28.5%，药物组为 17.9%。这些比例对应本次动物单核分析中的亚群，体现药物对细胞状态分布的影响。
单核数据还显示，青蒿琥酯减轻了心肌细胞中的肥大及心衰相关表达变化。巨噬细胞比例的下降则较小；作者随后进一步分析了药物对成纤维细胞的直接作用。
青蒿琥酯与 MD2/TLR4 信号的作用关系
在 6 个独立原代心脏成纤维细胞来源的转录组比较中，青蒿琥酯逆转了部分促纤维化表达变化，涉及胶原形成、基质组织、增殖与迁移。其他器官来源的病变成纤维细胞也用于观察部分相应指标。
作者随后聚焦 MD2 与 TLR4。降低其中任一分子的作用，或比较相关通路抑制物，都能减弱成纤维细胞活化；蛋白结合测量、构象变化分析及细胞内相互作用实验共同支持青蒿琥酯与 MD2 的作用关系。
表面等离子共振测得青蒿琥酯与 MD2 的结合解离常数约为 3.2 μM。分子模拟、色氨酸荧光及竞争结合实验进一步分析了结合位置和蛋白构象变化。针对 10,147 种化合物的计算对接筛选，也将青蒿琥酯列为值得研究的 MD2 结合候选物。
在成纤维细胞中，青蒿琥酯减少 MD2 与 TLR4 的相互作用，并减弱 ERK 和 c-FOS 信号。染色质可及性分析显示，药物降低了促纤维化刺激引起的 COL1A1、FN1、TAGLN 和 CTGF 等基因区域的开放程度。对通路的比较显示，主要变化涉及非经典的 ERK/c-FOS 信号，经典 TGF-β 通路中的 SMAD2 磷酸化并未受到同样抑制。
长期抗纤维化用药的安全性仍待评价
作者认为，MD2 是值得继续研究的心脏纤维化靶点，也提出可能还有其他信号参与青蒿琥酯的作用。既往抗疟用途以短期用药为主，慢性抗纤维化治疗所需的长期安全性，仍需后续临床前和临床研究评价。