基于iPSC疾病模型筛选I型干扰素病的潜在治疗药物：靶向线粒体代谢与OAS家族的新策略

　　本期推荐一项针对I型干扰素病治疗策略的创新研究。为解决遗传突变导致的I型干扰素（IFN）信号异常激活问题，研究团队通过基因组编辑构建IFIH1 R779H突变iPSC模型，结合转录组分析和计算机模拟筛选，发现靶向线粒体代谢（通过复合物抑制剂）和OAS家族（通过砷剂及新型化合物）可有效抑制IFN-α分泌，为Aicardi-Goutières综合征（AGS）等罕见病提供了新的治疗方向。

　　

在遗传性自身炎症性疾病中，I型干扰素病是一类由基因突变引起I型干扰素（IFN）信号异常上调的罕见疾病，代表性疾病如Aicardi-Goutières综合征（AGS）和儿童型系统性红斑狼疮（SLE）。患者常出现全身性炎症和神经系统症状，且目前缺乏根治手段，现有治疗主要依赖JAK抑制剂等对症处理，但效果有限。尤其值得关注的是，中枢神经损伤一旦形成便不可逆转，因此开发早期干预策略迫在眉睫。

为探索I型干扰素病的发病机制并寻找新的治疗靶点，日本东京大学医学研究生院过敏与风湿病科的Bunki Natsumoto、Hirofumi Shoda及Kazuhiko Yamamoto等研究团队，在《Journal of Clinical Immunology》发表了一项基于诱导多能干细胞（iPSC）疾病建模与药物筛选的研究。他们通过基因组编辑技术构建了IFIH1 R779H突变iPSC系，并分化得到树突状细胞（DC），从转录组、代谢表型和药物响应等多角度揭示了线粒体激活和OAS家族分子在疾病发生中的关键作用，并成功筛选出包括三氧化二砷（ATO）和计算机预测化合物在内的多种潜在治疗药物。

本研究主要采用了以下关键技术方法：通过CRISPR/Cas9基因组编辑构建IFIH1 R779H突变iPSC模型；建立iPSC向CD123+树突状细胞的分化 protocol；使用RNA测序（RNA-seq）进行转录组分析和差异表达基因筛选；利用Seahorse能量代谢分析系统检测线粒体氧耗率（OCR）；采用计算机模拟（in silico）对接技术预测化合物与OAS-like结构域的结合能力；使用报告基因系统（SEAP assay）和ELISA检测IFN-α分泌水平。

研究结果主要包括以下几个方面：

转录组分析显示IFIH1 R779H突变导致干扰素与代谢通路上调

通过RNA-seq比较野生型与突变型iPSC来源的CD123+ DC，发现包括OAS家族（OAS1、OAS2、OAS3、OASL）和PML在内的多个基因显著上调，Reactome通路分析突出显示了干扰素信号、抗病毒机制及线粒体翻译相关通路的激活。

突变型DC表现出线粒体代谢激活且与IFN-α分泌正相关

突变型DC的氧消耗率（OCR）和活性氧（ROS）水平显著升高，且与外源性IFN-α刺激形成正反馈循环。使用IFN-α受体阻断抗体（IFN-ARi）或JAK抑制剂（tofacitinib和baricitinib）可抑制线粒体活性与IFN分泌。

靶向线粒体功能可抑制IFN-α过量分泌

使用线粒体复合物抑制剂（MTCIs）和mTOR抑制剂雷帕霉素（rapamycin）均能有效降低IFN-α和ROS水平，但部分化合物存在细胞毒性，提示需权衡治疗效益与安全窗口。

砷剂（ATO）通过抑制PML蛋白显著降低IFN-α分泌

由于PML在突变型DC中高表达，研究团队使用其拮抗剂三氧化二砷（ATO）进行处理，发现ATO不仅抑制IFN-α分泌和ROS产生，还降低了干扰素调节因子3（IRF3）的磷酸化水平，且细胞毒性较低。

计算机模拟筛选出靶向OAS-like结构域的新型化合物

研究团队通过分子对接从ChEMBL数据库筛选出83个候选化合物，进一步实验验证了ganaplacide（GNP）、bisantrene（BSA）和phthalylsulfathiazole（PSZ）可有效抑制OASL过表达细胞及突变型DC的IFN-α分泌，且治疗指数（TI）高于3。

研究结论与讨论部分强调，本研究通过iPSC疾病模型揭示了I型干扰素病中IFIH1突变、线粒体代谢异常和I型干扰素应答之间的正反馈循环机制，并首次提出靶向线粒体功能和OAS家族是治疗AGS及相关干扰素病的可行策略。药物重定位（如ATO）与计算机辅助新药发现（如GNP、BSA、PSZ）的结合为罕见病药物开发提供了新思路。尽管本研究尚未开展体内实验，且使用的ROS检测方法不能区分线粒体ROS与总ROS，iPSC模型仍显示出在模拟人类疾病机制和筛选高效低毒化合物方面的巨大价值。该策略未来可扩展至其他遗传性免疫疾病的研究中，推动个体化治疗的发展。