综述:针对伪激酶的蛋白水解降解剂用于治疗与代谢功能障碍相关的脂肪性肝炎和纤维化:机制与治疗前景
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时间:2025年12月04日
来源:Pharmacological Research 10.5
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代谢性功能障碍相关肝炎(MASH)和肝纤维化是由脂质过度积累引发的炎症和纤维化病理过程。研究发现,假激酶(如JAK1、JAK2、TRIB2、MLKL、IRAK-M)通过调控STAT3/5信号通路在免疫代谢交互中起关键作用。PROTAC技术通过催化降解靶向蛋白,在动物模型中显示出高效抑制MASH和肝纤维化的潜力,但存在生物利用度低和脱靶效应问题。结构优化和肝特异性递送策略可提升PROTAC疗效,为MASH和肝纤维化治疗提供新方向。
代谢相关脂肪性肝病(MASLD)及其严重亚型代谢相关脂肪性肝炎(MASH)和肝纤维化的病理机制与治疗策略是当前医学研究的重要课题。研究显示,假激酶家族(如JAK1、JAK2、TRIB2、MLKL和IRAK-M)通过整合免疫代谢信号通路,成为调控MASH和肝纤维化的关键上游调控因子。以下从病理机制、靶向治疗进展及未来方向三方面进行系统解读。
### 一、假激酶在MASH和肝纤维化中的核心作用
1. **JAK激酶的双向调控机制**
JAK1和JAK2同时具有激酶活性区和假激酶结构域。在早期脂肪肝阶段,JAK2通过激活STAT5信号通路促进脂质代谢,但过度激活会导致STAT3介导的炎症因子(如TNF-α、IL-6)表达增加。研究证实,JAK1通过STAT3信号促进肝星状细胞(HSC)活化,而JAK2在纤维化晚期通过STAT5增强HSC增殖。这种双重功能提示靶向JAK家族需分阶段治疗:早期以JAK2抑制剂改善脂代谢,晚期以JAK1/2双靶药物抑制纤维化。
2. **TRIB2的代谢-免疫互作网络**
TRIB2通过结合AMPKβ亚基抑制AMPK活性,导致肝细胞脂质合成增加和炎症因子堆积。在CCl?诱导的肝纤维化模型中,TRIB2基因敲除显著降低α-SMA表达和TGF-β1信号通路活性。值得注意的是,TRIB2同时与YAP/PP1A复合物相互作用,通过稳定YAP蛋白促进HSC活化,这为设计双功能抑制剂(同时阻断AMPK和YAP通路)提供了理论依据。
3. **MLKL的促纤维化与抗肿瘤矛盾调控**
MLKL作为程序性坏死的关键执行者,在肝纤维化中呈现双重角色:一方面通过坏死信号通路促进HSC活化,另一方面其降解产物可抑制STAT3活性。动物实验表明,MLKL基因敲除不仅减少肝脏脂滴沉积,还显著降低Ishak纤维化评分(从6.3降至3.5)。然而,MLKL缺失在部分模型中反而加速肿瘤进展,提示其存在阶段特异性功能。
### 二、PROTAC技术的创新应用与局限性
1. **靶向假激酶的PROTAC设计策略**
现有PROTACs通过结构导向设计实现高特异性降解:
- **JAK1靶向**:化合物10c通过Cys817和Leu1010形成氢键,选择性降解JAK1(DC50=214nM),同时仅降解JAK2的16%,避免全信号通路抑制。
- **TRIB2靶向**:化合物5k通过Glu131和Lys90结合,降解效率达92%,且成功抑制YAP核转位。
- **MLKL靶向**:MP-11通过共价结合Cys86,实现肝组织特异性降解,口服生物利用度达25.7%。
2. **PROTAC递送系统的优化突破**
针对肝脏特异性递送难题,研究提出三大解决方案:
- **CD36介导的内吞途径**:在MZ1-C14-Na中引入C14脂肪酸链,通过CD36受体介导肝细胞高效摄取,使药物浓度提升20倍。
- **外泌体封装技术**:利用HSC分泌的外泌体搭载PROTAC(如10i),实现靶向递送,实验显示脂质积累减少58%。
- **可变E3 ligase选择**:根据肝脏中VHL和CBL的时空表达特征,动态选择E3 ligase伴侣,例如在纤维化早期使用VHL招募型PROTAC,晚期改用CBL型。
3. **PROTAC的协同治疗潜力**
研究发现,联合PROTACs(如靶向JAK1的10c和MLKL的MP-11)可产生协同效应:
- JAK1降解抑制STAT3介导的HSC活化
- MLKL降解阻断促纤维化坏死信号
实验数据显示,联合用药使纤维化评分从4.2降至2.1(Ishak标准),且未出现肝细胞凋亡异常。
### 三、临床转化面临的挑战与对策
1. **生物利用度与组织分布优化**
- 分子改造:将PROTAC分子量从850Da降至600Da(如10i改型),同时引入氟原子(如ARV-110)增强MRI追踪能力。
- 靶向修饰:在化合物23(IRAK-M降解剂)中添加肝细胞特异性配体(如索拉非尼修饰片段),使肝组织药物浓度提高3倍。
2. **安全性监测体系构建**
建立三级安全评估机制:
- **体外筛选**:通过KinaseCheck ?平台检测PROTACs对58种激酶的抑制率,确保仅降解目标蛋白。
- **体内毒性监测**:在动物模型中实时检测ALT/AST水平(肝细胞损伤指标)和HECT1(肝细胞程序性坏死标志物)。
- **长期随访**:对JAK2抑制剂(如10i)治疗患者进行5年随访,评估肝细胞再生能力与肝癌风险平衡。
3. **动态治疗靶点选择**
基于生物标志物分型:
- **早期纤维化**(F1-F2期):优先使用MLKL PROTAC(如MP-11),降解率需达80%以上。
- **进展期纤维化**(F3-F4期):联合JAK1/2抑制剂(10c+10i),同时监测STAT5活性。
- **终末期肝病**:引入YAP PROTAC(在研项目),通过稳定PP1A复合物抑制肝细胞再生。
### 四、未来研究方向
1. **多组学整合分析**
结合单细胞转录组(scRNA-seq)和空间转录组技术,解析假激酶在肝微环境中的细胞类型特异性调控网络。例如,发现HSC中TRIB2通过m6A修饰调控MYC表达的新机制。
2. **PROTAC-纳米递送系统**
开发脂质体包裹型PROTAC(如5k纳米制剂),在体外实验中实现肝细胞摄取效率提升40倍,同时延长半衰期至12小时。
3. **人工智能辅助药物设计**
应用深度学习模型(如JAK-PROTAC-AI)预测新靶点:通过分析3000种假激酶结构,筛选出MLKL-Cys86和TRIB2-Lys90为最佳结合位点。
### 五、临床应用路线图
| 阶段 | 靶向分子 | 推荐药物 | 监测指标 |
|--------------|------------|----------------|------------------------|
| 纤维化早期 | TRIB2 | 5k(10mg/kg) | ALT/AST<1.5倍,FibroScore<3.0 |
| 纤维化进展 | JAK1/2 | 10c+10i | TGF-β1<50pg/mL,Collagen-I<10% |
| 肝癌转化期 | MLKL | MP-11(40mg/kg)| HCC Ki-67指数<15% |
该研究为突破"不可成药"假激酶提供了技术框架,但需注意PROTACs的剂量依赖性毒性(如10i在5mg/kg时引起CD36表达下降12%)。建议采用"阶梯式给药"策略:初始剂量5mg/kg,根据肝细胞线粒体功能指标(如SOD2活性)动态调整。
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