大家好，本周推荐一篇发表在Cell上的文章“Multiscale drug screening for cardiac fibrosis identifies MD2 as a
therapeutic target”。通讯作者是斯坦福大学医学院的Joseph C. Wu研究员，他是在干细胞研究和再生医学领域享有盛誉的科学家，主要研究诱导多能干细胞的生成及其在心脏疾病、癌症和组织工程中的应用。
心脏纤维化是一种严重影响心脏功能的病理过程，主要特征是心脏组织中纤维结缔组织的异常增生，常见于高血压、心肌梗死和心力衰竭等多种心脏疾病，目前尚无获批的治疗心脏纤维化的药物。在本研究中，作者为筛选治疗心脏纤维化的药物，使用了人诱导多能干细胞（human
induced pluripotent stem cell, iPSC）衍生的心脏成纤维细胞（cardiac
fibroblasts, CFs）。通过CRISPR-Cas9技术，作者在成纤维细胞激活标志基因ACTA2后插入了Clover2绿色荧光基因。当CFs激活并转变为肌成纤维细胞时，绿色荧光增强。此外，为了筛选出对细胞无毒性的药物，作者用Hoechst染料标记活细胞。基于该细胞模型，作者筛选了前临床和临床上的五千多种小分子，每种小分子设置了7个浓度。最终，综合抗纤维化效果和细胞无毒性两个条件，筛选到了小分子Artesunate。随后，作者进行了一系列功能研究，全面评估了Artesunate的抗纤维化作用，包括多种细胞和小鼠模型中的应用，证明了Artesunate能显著改善心脏纤维化。有研究表明Artesunate可以抑制巨噬细胞中的TLR4信号传导，而MD2是与TLR4相互作用的受体，因此作者推测MD2可能是Artesunate的直接作用蛋白，从而影响TLR4信号通路。SPR实验显示，Artesunate能够与MD2结合，作者通过动力学模拟实验确定了Artesunate与MD2的作用位点，后续实验进一步证明了Artesunate可以影响MD2和TLR4的相互作用，从而抑制TLR4信号通路，影响ERK的磷酸化，最终导致胶原等细胞外基质基因表达下调。总之，作者使用iPSC衍生的CFs进行了抗纤维化化合物的高通量筛选，找到了Artesunate作为先导化合物。机制上，Artesunate通过靶向MD2，抑制MD2与TLR4的相互作用，从而减少CFs中的纤维化基因表达。本研究为心脏纤维化的治疗提供了新的靶点MD2以及有潜力的先导化合物Artesunate。文章链接：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01092-4
原文引用：DOI：10.1016/j.cell.2024.09.034
