把细胞活化程度变成可比较的筛选信号

肝星状细胞被持续激活后,会产生更多细胞外基质,因此是抗纤维化研究的重要模型。日本东京大学(The University of Tokyo)等团队在 ACS Central Science 报告,以人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)来源肝星状细胞比较一组青蒿素类似物,并用患者来源成纤维细胞进一步检查候选物的作用。

团队此前使用 ACTA2 荧光报告,在约 1,500 种已获批药物的筛选中发现青蒿素线索。本次改用 ACTA2 驱动的萤火虫荧光素酶发光信号,评价后续候选物。此前药物库筛选用于发现先导线索,本论文则比较在此基础上得到的候选类似物。

ACTA2 编码 α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA),其表达可反映肌成纤维样活化状态。报告信号用于初筛,后续还需要基因、蛋白和细胞状态等检测,判断信号降低是否确实对应纤维化相关变化。

候选物 5 在多个细胞指标上表现较强

研究比较多种 6-氮杂青蒿素类似物,其中编号为 5 的二聚候选物表现较强。除了 ACTA2 报告信号,团队还检测 ACTA2、COL1A1 和 COL3A1 等基因,观察 α-SMA 与 I 型胶原蛋白染色。

在成像比较中,候选物 5 降低了 α-SMA 和胶原蛋白信号。另行的活/死染色没有显示这种降低主要由明显细胞毒性造成。原文同时明确,胶原染色减少尚不能区分“减少形成或积累”与“清除已经存在的基质”,因此尚不能证明候选物清除了既有瘢痕。

转录组分析显示,候选物 4、5 均影响纤维化与炎症相关基因表达,5 的部分抑制变化更明显。外加转化生长因子 β(transforming growth factor β,TGF-β)后,5 仍保持较低的 ACTA2 表达,但对 COL1A1 的抑制受到部分抵消,提示不同指标并不完全同步。

人 iPSC 来源肝星状细胞的报告信号、纤维化相关基因和蛋白,以及转录组比较。

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人 iPSC 来源肝星状细胞的报告信号、纤维化相关基因和蛋白,以及转录组比较。(Ishiga et al., ACS Central Science, 2026, Figure 2 / ACS Central Science, 2026, Figure 2;CC BY 4.0;PMC)

患者来源细胞检查另一组织中的反应

为检查肝星状细胞中的发现是否也能在相关患者材料中观察到,研究使用系统性硬化症(systemic sclerosis,SSc)患者的皮肤成纤维细胞。候选物 5 在较低测试浓度即降低 ACTA2 和 COL1A1 表达,表现强于该条件下的青蒿琥酯及单体候选物 4。

这部分图注明确来自同 1 位患者的 1 条细胞系,每组的 3 个点为独立培养孔。它提供了同一候选物在肝星状细胞与患者皮肤成纤维细胞中的复核结果。

组合比较是探索,不是已优化的方案

研究进一步加入 5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA),比较其是否增强候选物作用。不同候选物采用的单药浓度并不相同,选择依据是前一轮各自的反应程度,而非统一浓度下的全面排序。

在当前条件下,ALA 与部分候选物合用后使纤维化相关基因进一步降低,单体 4 的增强表现较明显。作者把这一设计定位为概念验证,并未确定临床适用剂量或最优组合;本论文也没有识别出候选物的直接分子靶点。

细胞筛选与后续验证各有作用

论文还以人和小鼠肝微粒体检查代谢稳定性,并分别设置小鼠皮肤纤维化的预防与形成后治疗模型。候选物 5 在微粒体中显示较低内在清除,在后续动物模型中也观察到皮肤组织改善。这些结果分别补充了代谢稳定性和体内作用的信息。

从 NAMs 的使用角度看,这项研究把可并行测量的 iPSC 报告细胞放在候选比较前端,再用成像、患者细胞和其他验证补充。研究展示了同一候选物在报告细胞、蛋白成像和患者来源细胞中的表现,以及这些检测结果之间的对应关系。

来源与延伸阅读

  1. Integrated Scaffold Redesign and iPSC-Based Screening Reveal Potent Antifibrotic Artemisinin Analogs in Systemic Sclerosis Models. ACS Central Science. 2026. DOI: 10.1021/acscentsci.6c00658 ↗