人源皮肤—支气管芯片比较 BP79 与他克莫司的抗炎作用

加拿大 / 德国研究解读2024-06-14

人源 TSLP 靶点需要相应的人源药效模型

胸腺基质淋巴细胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）参与皮肤炎症及免疫细胞反应。加拿大与德国团队在 EMBO Molecular Medicine 报道小分子候选 BP79，尝试干扰 TSLP 与其受体 TSLPR 的相互作用，并用人源组织检查其药效。

研究选择人源模型有具体原因：人和小鼠的这套配体—受体体系存在明显物种差异，候选又是针对人源受体设计的。团队因此将特应性皮炎样皮肤、正常支气管上皮与 T 细胞放进同一循环系统，观察局部用药是否同时改变两种组织的炎症表现。

团队依据 TSLP 与受体的结构界面建立三维药效团，对 1,524,680 种可购买化合物进行虚拟筛选。经过性质过滤、对接和人工检查，12 种候选进入人源 T 细胞系测试，其中 4 种降低 TSLP 诱导的白细胞介素 4 和 13（IL-4、IL-13）释放。

团队随后测试了 84 种相关类似物，没有一种超过原来的 C7 和 C13。下一轮设计又制备了 16 种化合物，BP79 表现较好，进入人原代 CD4 阳性 T 细胞复验。

在这些原代 T 细胞中，BP79 在 10 和 20 μM 时对 IL-4、IL-13 的抑制达到或超过 80%，并减弱 TSLP 诱导的过度增殖。20 μM 条件下，受测人原代皮肤细胞与 T 细胞活性仍至少为 80%。这一结果说明候选在所测条件下兼具抗炎信号和一定细胞相容性。

邻近连接检测显示，BP79 明显减少 TSLPR 与白细胞介素 7 受体 α 亚基的靠近，支持其干扰信号复合物形成；无活性类似物 BP75 没有这一作用。重组受体的热稳定性检测也显示 BP79 可使受体在更高温度下保持稳定，为相互作用提供另一类证据。

不过，表面等离子体共振检测没有得到明确结果，因此论文仍将它称作推定的小分子抑制剂。对 97 种激酶的检测不支持广谱激酶抑制，但 MAPKAPK2、MARK3 等仍显示一定结合。候选是否还通过其他靶点发挥作用，尚无定论。

局部用药先要穿过皮肤。离体人皮肤的通透实验在 8 小时检出 BP79，24 小时的透过更明显。随后使用的三维皮肤疾病模型具有丝聚蛋白不足和炎症刺激背景，加入活化 T 细胞后，TSLP 及多种炎症因子进一步升高。

循环芯片把这类皮肤与正常三维支气管上皮共同培养，并向循环中加入活化 CD4 阳性 T 细胞。健康皮肤共培养时，支气管模型没有明显组织学变化；疾病皮肤则伴随表皮增厚、角化不全，以及支气管上皮结构松散，并伴有细胞脱落。

培养液中的 IL-4、IL-13、TSLP 和骨膜蛋白同时升高。研究还监测乳酸脱氢酶及葡萄糖，以判断系统状态；除换液带来的波动外，这些指标保持稳定。这个对照使后续药物变化能够与疾病模型本身的状态区分。

团队连续 4 天每天在疾病皮肤表面施用 BP79。处理后，培养液中的 TSLP、骨膜蛋白和 IL-13 降至接近健康芯片的水平；皮肤的丝聚蛋白表达增加，TSLP 表达降低，进入皮肤组织的 T 细胞也减少。

参照药他克莫司同样降低 IL-4 与 IL-13，但没有降低 TSLP、骨膜蛋白，也没有增加丝聚蛋白或阻止 T 细胞进入疾病皮肤。这说明仅看两种炎症因子下降，会遗漏候选与参照药在组织反应上的差异。

两种处理均降低与未分化、增殖能力相关的角蛋白 KRT5、KRT14 表达；BP79 还呈现 KRT10 增加的趋势，提示分化相关表型可能改变。KRT10 的组间差异未达到统计学显著性（P=0.10）。

局部皮肤处理也伴随支气管模型变化：BP79 组的 TSLP 表达和 T 细胞浸润较少，但迁移变化不如皮肤中明显。芯片因此能检查皮肤处理后的跨组织反应。

转录组分析也发现，BP79 处理后的疾病皮肤在整体基因表达上更接近健康皮肤，蛋白质合成和细胞代谢相关基因发生变化。支气管上皮中，差异基因主要富集于氨酰转运 RNA 合成及钠氢交换相关通路。这些结果补充了组织学和炎症因子的观察。

论文统计说明，每项实验至少使用 3 个生物学重复，细胞或组织来自至少 3 位不同供者；所选图中的表达分析标为 n=3。实验没有实施盲法或随机化，这些条件限制了对效应稳健性的判断。