选择性雌激素受体降解剂（SERD，Selective Estrogen Receptor Degraders）是用于雌激素受体阳性（ER+）乳腺癌的新兴疗法。然而，某些口服SERD，包括giredestrant和camizestrant，在临床试验中与心动过缓有关。为阐明潜在的分子机制，研究人员在SERD诱导心动过缓的斑马鱼模型中使用了化学生物学和遗传学方法。Giredestrant和camizestrant在野生型斑马鱼胚胎中诱导了显著的心动过缓，而未改变心率的fulvestrant和amcenestrant（在患者中不诱导心动过缓的SERD）则未改变心率。与ER（雌激素受体）激动剂共处理挽救了心动过缓，表明这是一种ER介导的机制。gper、esr2a和esr2b的突变并未赋予对SERD诱导心动过缓的抗性，而esr1突变胚胎则受到保护。这些发现表明，SERD相关的心动过缓是通过Esr1信号介导的，支持这是一种靶上不良效应。
论文解读：选择性雌激素受体降解剂（SERD）通过调节核雌激素信号诱导心动过缓
研究背景及开展原因：
乳腺癌是全球诊断最多的癌症，也是癌症相关死亡的第五大原因，其中雌激素受体（ER）信号在乳腺导管发育和肿瘤发病机理中起着关键作用。目前用于治疗乳腺癌的内分泌疗法包括选择性雌激素调节剂（SERM，如他莫昔芬）、芳香化酶抑制剂（AI，如阿那曲唑）和选择性雌激素受体降解剂（SERD，如fulvestrant和elacestrant）。然而，30%至40%的患者会出现获得性治疗耐药，机制包括ESR1基因突变以及PI3K/Akt/mTOR通路的功能增益突变等。为克服现有局限，下一代非甾体和口服生物可利用的SERD（如giredestrant/GDC-9545和camizestrant/AZD-9833）被开发出来，具有更高的效价、改善的药代动力学以及对驱动内分泌耐药的ESR1突变更广泛的活性。但在临床Ia/Ib期试验中，使用giredestrant（无论是单药还是与palbociclib联合）治疗的患者出现了无症状的窦性心动过缓，且在100 mg剂量组中占7.5%，250 mg剂量组中占22%，与palbociclib和促黄体激素释放激素（LHRH）激动剂联用队列中占28%，提示存在剂量依赖性效应。Camizestrant等其他研究性口服SERD也报道了心动过缓。然而，SERD相关的心动过缓在 preclinical 模型或患者中潜在的分子机制尚未明确，其在真实世界人群中对心率的影响也未知。因此，研究人员旨在利用斑马鱼模型重现临床试验中观察到的心动过缓表型，并研究雌激素受体拮抗对SERD相关心动过缓的潜在贡献。
主要关键技术方法：
研究人员主要采用了斑马鱼（野生型AB品系及esr1、esr2a、esr2b和gper突变体，来源于Daniel Gorelick博士实验室）作为体内模型；使用化学处理法（将SERD及ER激动剂等溶于DMSO后加入胚胎水中处理斑马鱼胚胎）；通过亮场显微镜手动记录10秒心跳次数并换算为每分钟心率（bpm）进行心脏表型评估；利用PCR基因分型鉴定突变体斑马鱼；通过蛋白质免疫印迹（Western blot）检测磷酸化ERK1/2（p-ERK1/2）与总ERK1/2等蛋白表达；使用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测三碘甲状腺原氨酸（T3）水平；采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析心脏传导相关基因及mRNA表达水平；并使用药理学调节剂（如普萘洛尔、异丙肾上腺素、槟榔碱、美托曲拉明等）干预β-肾上腺素能和M2毒蕈碱信号通路以评估自主神经效应的贡献。
研究结果：
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用giredestrant和camizestrant处理诱导斑马鱼胚胎心动过缓
研究人员在30 hpf（受精后小时）用giredestrant（33 μmol/L）和camizestrant（100 μmol/L）处理野生型斑马鱼胚胎，并在24、48和72 hpt（处理后小时）测量心率。视觉评估未发现明显的全身形态毒性或主要心脏结构异常。结果显示，与对照组相比，giredestrant和camizestrant在所有观察时间点均伴随窦性心动过缓。进一步测试了在可用临床数据中未关联窦性心动过缓的两种SERD：fulvestrant（100 μmol/L）和amcenestrant/SAR439859（3.3 μmol/L），二者在斑马鱼胚胎中均未关联心动过缓，进一步验证了该模型的表型一致性。
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调查有助于SERD诱导心动过缓的潜在脱靶效应
鉴于临床甲状腺功能减退关联心动过缓，研究人员首先研究了SERD化合物对三碘甲状腺原氨酸（T3）调节的影响，发现经giredestrant等SERD处理的仔鱼未显示T3水平改变。接着评估了心脏传导基因（尤其是窦房结前体基因）的表达，用giredestrant处理48小时后进行RT-qPCR检测hcn4l、hcn4、tbx3、shox2、isl1、ryr2b和cacna1g，未发现giredestrant显著影响其表达。初步使用β-肾上腺素能和M2毒蕈碱受体药理学调节剂的研究表明，M2受体抑制部分缓解了心动过缓表型，而β-肾上腺素能信号调节无影响，提示自主神经效应可能有潜在贡献。
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雌激素受体激动剂缓解SERD介导的心动过缓
为确定SERD介导的心动过缓是由于雌激素受体上的靶上活性还是脱靶机制，研究人员测试了4种结构不同的ER激动剂：雌二醇（E2）、己烯雌酚（DES）、4-壬基苯酚（4-NP）和G1。单独使用E2（1和10 μmol/L）至72 hpt前对心率无影响，但与giredestrant共处理有效预防了giredestrant诱导的心动过缓。DES单独处理在48 hpt显示瞬时的心率增加，但在所有时间点无其他变化，且与giredestrant共处理也在48和72 hpt预防了心动过缓。G1单独处理在所有时间点呈现一致的心动过速反应，共处理强效预防了心动过缓表型。4-NP单独处理仅在24 hpt导致轻微心率增加，但在72 hpt改善了giredestrant诱导的心动过缓。Camizestrant与ER激动剂共处理也观察到类似效应。结果表明giredestrant介导的心动过缓可能是由雌激素受体的直接调节引起的。
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Giredestrant诱导的心动过缓独立于GPER
GPER（G蛋白偶联雌激素受体30）是一种推定非经典雌激素受体，可激活ERK级联等下游信号通路。研究人员首先用SERD或ERK抑制剂mirdametinib处理野生型斑马鱼胚胎，在4 hpt收集蛋白样品进行Western blot，在24 hpt测心率。尽管mirdametinib显著降低了p-ERK/总ERK水平，但SERD处理后虽在此时点观察到心动过缓，却未见到pERK的调节。为确认SERD诱导的心动过缓可能不依赖GPER信号，研究人员用SERD处理gper−/−突变斑马鱼胚胎，SERD诱导的心动过缓在gper−/−斑马鱼中持续存在，进一步表明该效应不依赖GPER信号。然而，fulvestrant处理在gper突变胚胎中导致明显的心率降低。
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Giredestrant诱导的心动过缓需要esr1的表达
研究人员通过在esr1−/−、esr2a−/−和esr2b−/−突变斑马鱼中用giredestrant处理探索核雌激素受体在giredestrant介导心动过缓中的参与。野生型胚胎经giredestrant处理显示明显心动过缓，而在esr1−/−突变体中该效应消失，且esr1缺失本身足以诱导心动过缓。在esr2a−/−和esr2b−/−突变体中，giredestrant处理诱导了心动过缓，尽管在esr2a−/−胚胎中效应较野生型稍弱。
讨论部分总结及结论翻译：
研究人员利用斑马鱼模型发现，giredestrant介导的心动过缓是通过esr1a（斑马鱼中ESR1/ERα的同源基因）的信号发生的。在人类中未报告心动过缓的SERD（如fulvestrant和amcenestrant）在斑马鱼模型中也未显示心动过缓。其他抗雌激素疗法（如SERM或AI）可能通过不同机制影响ERα信号，但心动过缓并未在临床研究中与SERM或AI一致相关；相反，若干下一代口服SERD（特别是giredestrant和camizestrant）在早期试验中显示了休息心率的剂量依赖性降低，支持SERD介导的核ERα信号抑制可能是心动过缓的一种机制。窦性心动过缓可源于自主神经系统调节或窦房结功能障碍；研究人员排除了甲状腺功能减退及窦房结“起搏器”基因（Tbx3、Isl1、Shox2和Hcn4等）表达改变作为主要贡献因素。初步发现提示副交感神经信号（M2毒蕈碱乙酰胆碱受体）可能对SERD诱导心动过缓有潜在贡献。化学生物学与遗传学结合的方法表明，若干ER信号激动剂可预防giredestrant关联的心动过缓；giredestrant不影响整体组织裂解物中p-ERK（GPER的关键下游靶标）；gper突变胚胎未抵抗giredestrant心动过缓，但fulvestrant在gper突变体中引起心率降低。遗传突变斑马鱼实验进一步支持giredestrant通过esr1（对应小鼠和人类的ERα）而非esr2a或esr2b（ERβ）受体诱导心动过缓。虽然目前尚无临床报告显示携带ESR1突变肿瘤的患者发生SERD诱导心动过缓的发生率降低（肿瘤ESR1突变为体细胞且限于恶性组织，不代表心脏等正常组织的ESR1状态），但该研究为理解下一代口服SERD的心脏效应及核ERα信号在心率调节中的作用提供了机制性见解。研究受限于斑马鱼仔鱼模型无法完全代表人类心律失常的复杂性，部分小分子剂量受全身毒性限制而无法完成全套量效分析，且缺乏SERD在斑马鱼中的半衰期或生物分布数据以精确测量暴露与组织浓度。此外，使用的ER信号遗传突变体为全身敲除而非心肌细胞特异性敲除。未来需要进一步研究以界定为何某些SERD（giredestrant、camizestrant）引起心动过缓，而其他如fulvestrant和amcenestrant在患者中未关联该表型，并在更成熟的动物模型及人类转化研究中阐明ERα信号在心率调节及心血管生理学中的作用。
结论：该研究表明，SERD通过依赖于核Esr1信号而非Gper介导或脱靶通路的机制诱导心动过缓。利用斑马鱼模型，研究人员显示小分子SERD giredestrant以Esr1依赖性方式关联心动过缓，且竞争性ER激动剂可挽救该效应。这些发现为下一代口服SERD的心脏效应提供了机制性见解，并突出核ERα信号在心率调节中的重要性。通过建立重现患者中观察到的心动过缓的 preclinical 模型，本研究为未来识别减轻心血管副作用同时保留SERD抗癌效能的策略奠定了基础。
