用基质降解筛选患者血管细胞中的药物作用
Marfan 综合征与 FBN1 变异有关，患者可出现主动脉瘤或夹层。英国剑桥大学（University of Cambridge）与阿斯利康（AstraZeneca）等团队在 Stem Cell Reports 报道患者来源细胞筛选，试图从血管平滑肌细胞的异常功能中寻找干预靶点。
研究使用诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源的神经嵴谱系血管平滑肌细胞。初筛模型携带 FBN1 C1242Y 变异，配有同遗传背景的校正细胞作为参照。患者细胞分泌较多基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP），可降解荧光底物，因此培养液中的蛋白水解活性被选为筛选指标。
团队从约 14,000 种化合物的药库中选出覆盖较广靶点的 1,022 种，以 1 μM 处理细胞 96 小时。初筛先检查细胞状态：730 种伴随细胞萎缩或脱落，没有进入后续 MMP 检测。余下 292 种中，36 种使活性降至接近校正细胞或氯沙坦处理的患者细胞。
窄屏可横向滑动查看完整图表。
从候选化合物的靶点中锁定 GSK3β
候选化合物的已知靶点很多，且同一化合物可作用于多个蛋白。团队结合靶点出现频率及既有抑制效力资料，优先分析在本次浓度下有较强作用的靶点。糖原合酶激酶 3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）在候选化合物中反复出现，也常是其主要靶点。
进一步验证使用 6 种 GSK3β 抑制剂，包括初筛候选与额外化合物，并用降低 GSK3β 表达的实验作另一种参照。细胞在荧光明胶上的降解减少，MMP2 和 MMP9 表达降低；培养液的明胶酶谱检测也支持蛋白水解活性下降。
患者细胞中的 GSK3β 总蛋白及其活性相关指标原本已偏低，抑制后却仍改善蛋白水解。作者在讨论中指出，GSK3β 的下游作用仍有待进一步研究。
多项病理指标的改善程度不同
细胞凋亡检测显示，多数受测抑制剂及降低 GSK3β 表达的处理减少了凋亡。编号 AZ4 的化合物没有同样改善，作者讨论了额外靶点可能抵消作用的解释。这个差异说明，同一主要靶点下的候选仍需逐个验证。
在增殖方面，校正细胞约有 10% 处于 DNA 合成状态，患者细胞的增殖较低。GSK3β 抑制或表达降低均未恢复这一缺陷。原纤维蛋白 1 的沉积虽有改善，纤维排列仍未达到校正细胞的规则程度。
团队又将 AZ3 用于另外 3 名 Marfan 患者的 iPSC 来源血管细胞。3 个模型均出现蛋白水解和凋亡减少，支持这一干预方向具有跨患者的细胞证据。初筛使用 1 个患者模型，AZ3 的后续验证扩大了患者覆盖。
细胞筛选提供后续验证的候选方向
本次初筛采用 24 孔细胞培养，每种化合物设置 2 个技术重复。作者报告，最初改成 96 孔细胞培养时，信号与细胞状态不足以维持同样的筛选效果；后续调整条件后才改善这一问题。板式、细胞密度和信噪比因此都是扩展筛选时需要一起考察的条件。
论文提出继续研究药物组合和更具体的下游靶点。GSK3β 在多个器官中发挥作用，长期用药的耐受性也需要后续评价。当前实验完成的是患者细胞中的候选筛选和表型验证，主要观察范围是基质降解、凋亡、增殖及纤维沉积。