2 名患者的细胞用于表征,筛选集中在 1 条细胞系

英国团队从 2 名遗传性红斑肢痛症患者和 3 名健康对照的诱导多能干细胞(iPSC)分化出感觉神经元样细胞。患者带有 SCN9A 变异:V400M 来源于 1 名患者,F1449V 的 2 条细胞系来自另一名患者。细胞在约第 70 天具备自发放电,团队用形态、标志表达及电生理表征模型。

多电极阵列(MEA)显示,患者模型的活跃记录通道比例较高,放电也随温度升高而增加;NaV1.7 抑制剂 PF-05089771 降低了活动。后续 281 项候选的筛选只使用 F1449V 患者的 RCi002-A 细胞系。

先筛放电抑制,再筛细胞损伤与可逆性

候选来自 AstraZeneca 的神经相关小分子库,研究者在不知道化合物身份的条件下,以 10 µM 暴露 30 分钟,并比较处理前后的放电。最初有 85 项将自发放电降低超过 50%,且满足统计和效应量要求。乳酸脱氢酶释放检测将候选缩小到 25 项。

洗去药物 24 小时后,13 项候选的活动出现恢复,12 项没有恢复。团队优先保留前者,再检查浓度与作用的关系;其中 1 项缺少浓度效应关系,剩余 12 项用于比较。

网络放电抑制与钠电流抑制给出不同效力

4 项候选进入膜片钳实验。AZ106 对最大电压门控钠电流的半数抑制浓度为 4.0±1.9 µM,低于同组其余 3 项。AZ129 与 AZ237 在膜片钳和 MEA 中的效力明显不同;前者测单细胞钠电流,后者测细胞网络自发放电,温度条件也分别约为 22 °C 与 37 °C。

作者认为电压门控钠通道可能参与 AZ106 的作用,但其已知结合对象较多,通道亚型选择性仍未明确。NaV1.7 阳性对照支持该通道对模型活动的贡献;4 项候选的电流抑制结果还不足以指定各自的唯一作用靶点。

AZ106、AZ129、AZ037 和 AZ237 对最大钠电流的记录与半数抑制浓度比较。

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4 项候选对患者来源感觉神经元样细胞钠电流的作用,以及各自的浓度效应曲线。(Jack R. Thornton 等原研究作者 / Clinical and Translational Medicine, 2025, Figure 6;CC BY 4.0)

短时程与单供者筛选限定候选的适用范围

作者将 30 分钟暴露用于寻找快速起效的候选,较慢发生的作用可能被遗漏。毒性初筛同样固定在 10 µM,某些化合物在更低有效浓度下的状态因此没有得到全面评价。模型分化批次也会影响自发活动,后续需要更多患者、SCN9A 变异及药物条件来验证候选。

来源与延伸阅读

  1. Screening of candidate analgesics using a patient‐derived human iPSC model of nociception identifies putative compounds for therapeutic treatment. Clinical and Translational Medicine (2025). ↗