
初筛与复测分别采用 4 个和 6 个细胞系
美国斯坦福大学(Stanford University)等机构在 Science Translational Medicine 报道,利用肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)患者的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)来源内皮细胞寻找候选药物。研究先比较 6 位患者的原代肺动脉内皮细胞与对应 iPSC 内皮细胞,观察到患者间药物反应差异在两类细胞中有对应关系。
药筛从 4 个细胞系起步,包括 2 个特发性和 2 个遗传性 PAH 相关细胞系,测试 4500 种处于临床前或临床阶段的化合物及工具化合物。初筛在降低血清至 0.2% 后比较 24 小时的凋亡信号,获得 80 个候选;用三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)相关指标排除细胞已经死亡造成的假抗凋亡信号后,39 个候选进入复测,并加入另外 2 个细胞系。20 个候选在全部 6 个细胞系中改善凋亡指标,19 个仅在部分细胞系中有效。
研究以半胱天冬酶 3/7(caspase-3/7)活性评价凋亡,再用荧光检测检查候选物对初筛发光检测的干扰。随后选取 11 个候选比较血管成管表现,其中 6 个在全部 6 个细胞系中改善这一功能。细胞存活信号与形成血管样结构的能力,因而是筛选中分别检验的条件。
逆转疾病转录方向未必改善细胞功能
计算分析采用公开肺组织数据,包含 32 个 PAH 样本和 28 个对照,提取 330 个相关基因的表达变化,再与候选化合物的表达响应比较。9 个候选具有可用的相关转录数据。AG1296 和白藜芦醇的表达方向与逆转 PAH 特征相符。
白藜芦醇在这一计算比较中相关性更高,却没有改善成管表现。AG1296 则同时降低凋亡相关信号并改善成管。因此,转录方向可以帮助比较候选物,仍需与实测功能一起解释。AG1296 对 ATP 量和对层粘连蛋白的黏附未见显著影响,细胞迁移还出现下降。
不同 TKI 和不同观察时点的结果有差别
作者进一步比较 AG1296 与多种酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor,TKI)。AG1296 降低凋亡相关信号的作用强于伊马替尼和阿昔替尼;达沙替尼与帕唑帕尼则增加该信号。在 6 小时成管比较中,伊马替尼、阿昔替尼和帕唑帕尼未见改善,达沙替尼使表现变差。
24 小时的血管样结构保留结果有所不同:伊马替尼和帕唑帕尼也有改善。这说明早期成管、较晚结构保留和凋亡终点不能合并成单一的有效或无效判断。转录分析中,AG1296 比伊马替尼更接近逆疾病表达方向,达沙替尼的特征则更接近 PAH 方向。
人肺组织培养补充验证,临床作用仍待检验
在 PAH 肺移植供者的离体肺组织培养中,团队比较 AG1296 与溶剂对照。20 μM AG1296 暴露 8 天后,按管腔直径与血管外径之比判断,血管新生内膜出现退缩。这一结果补充了细胞药筛的组织层面验证。
这项研究将患者细胞的表型筛选与疾病转录数据衔接,并保留了计算与功能结果不一致的候选。作者把 AG1296 作为后续药物研究方向,提出通过临床试验进一步评价。