SIRT6的激活可以减轻炎症和纤维化进程,改善实验性肺纤维化患者的肺功能及生存率

时间:2026年3月31日
来源:Biochemical Pharmacology

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肺纤维化治疗新策略:MDL-800通过激活SIRT6抑制炎症和纤维化机制研究。MDL-800在巨噬细胞炎症模型和成纤维细胞纤维化模型中均表现出显著抑制效果,其机制涉及SIRT6依赖的表观遗传调控(H3K9Ac/H3K14Ac/H3K56Ac去乙酰化)及NF-κB信号通路抑制,同时改善小鼠肺纤维化模型中的肺功能参数。

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Mousumi Ghosh | Nidhi Sharma | Siddhartha Moulik | Sai Balaji Andugulapati
应用生物学系,CSIR-印度化学技术研究所(IICT),海得拉巴 500007,印度

摘要

特发性肺纤维化(IPF)是一种进行性且致命的间质性肺疾病,其特征是细胞外基质过度沉积和肺组织不可逆的重塑。MDL-800是一种选择性小分子Sirtuin-6(SIRT6)激活剂,具有显著的抗炎和抗纤维化潜力。在本研究中,我们利用LPS或TGF-β诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症和纤维化模型以及LL29/DHLF成纤维细胞模型,以及小鼠的博来霉素诱导的肺纤维化模型,评估了MDL-800的药理效应和分子机制。通过分子生物学、生化、组织学和肺功能分析方法评估了炎症、氧化应激和纤维化反应。MDL-800显著降低了LPS诱导的巨噬细胞促炎介质表达和氧化应激,并抑制了TGF-β诱导的促纤维化信号传导及成纤维细胞中的细胞外基质基因/标志物表达。安全性评估显示,在重复给予MDL-800(100 mg/kg)后未发现明显异常。在小鼠中,气管内注射博来霉素会引起明显的炎症、氧化应激和纤维化重塑,伴随体重显著下降和死亡率增加;而MDL-800治疗显著缓解了这些病理变化。组织病理学和Ashcroft评分分析显示,MDL-800处理后肺泡壁增厚、胶原沉积和肺组织结构异常得到改善,同时肺顺应性和气道阻力也显著提高。利用SIRT6敲低实验和肺组织分析发现,MDL-800通过SIRT6依赖的表观遗传调控机制发挥抗纤维化作用,涉及组蛋白H3乙酰化(H3K9Ac、H3K14Ac和H3K56Ac)的调节以及NF-κB信号通路的抑制。综上所述,这些结果表明MDL-800通过调节炎症、表观遗传和促纤维化途径发挥显著的抗纤维化作用,为其作为IPF治疗候选药物提供了依据。

引言

肺纤维化是一种慢性间质性肺疾病,由肺泡上皮和周围间充质的反复损伤引起,导致纤维化组织过度沉积和肺实质逐渐硬化。多种有害因素,包括自身免疫性疾病、化疗药物(如博来霉素BLM)、感染、辐射暴露和环境颗粒物,都与该疾病的发生有关,尽管许多病例的病因不明确[1]。持续的炎症和氧化应激会促进上皮功能障碍、成纤维细胞活化、其向收缩性肌成纤维细胞的转化以及细胞外基质成分的过度产生,最终导致不可逆的结构改变和功能受损。这些变化破坏了正常的肺结构,常伴有蜂窝状囊性空间的形成[2]。尽管特发性肺纤维化(IPF)是一种罕见疾病,但最新证据表明其全球健康负担正在不断增加。2025年的一项基于人群的研究显示,西方国家的发病率约为每10万人每年4.4–8.4例[3]。全球数据的荟萃分析显示,总体患病率为每10万人约17.7例(地区差异:亚洲约为14.8/10万人,欧洲约为14.6/10万人,北美约为27.2/10万人)[4]。目前,尼达尼布(NIN)、吡非尼酮(PFD)和奈拉单抗是唯一获得FDA批准的药物治疗方法;这些治疗可减缓疾病进展,但常受不良反应限制,如胃肠道不耐受、光敏感性和皮肤反应[5]。这一治疗空白激发了寻找更有效、耐受性更好的抗纤维化策略的兴趣[6]。
新兴的研究靶点包括Sirtuins家族,这是一类依赖于NAD+的脱乙酰酶,通过改变染色质结构和组蛋白乙酰化状态来调控细胞信号网络。通过这些表观遗传机制,Sirtuins对炎症、代谢途径、氧化应激适应和凋亡具有广泛的调控作用,将其与生理调节和疾病进展联系起来[7]。越来越多的证据表明,Sirtuin 6(SIRT6)在肺损伤中具有保护作用,包括抑制BLM诱导的上皮细胞损伤和减轻肺纤维化[8]。已知SIRT6的缺失会增加组织对损伤的敏感性[9],并在老化过程中促进多种器官(包括肾脏[肾小球损伤]、肝脏和心脏)的纤维化反应[11]。鉴于IPF是一种与衰老相关的、病因不明且病理机制复杂的肺疾病,针对SIRT6可能为转化医学治疗提供有希望的途径。
几种天然存在的和合成的SIRT6调节剂显示出治疗潜力。例如,人参皂苷Rc通过SIRT6-PPAR-α信号通路对抗高脂饮食引起的氧化应激和代谢紊乱[12],而specnuezhenide(非特异性化合物)通过调节SIRT6活性和限制中性粒细胞胞外陷阱的形成来缓解肝纤维化[13]。然而,由于其较低的口服生物利用度(0.17%)[15],人参皂苷Rc不太适合进一步转化医学开发。
MDL-800是一种小分子SIRT6别构激活剂,因其强大的生物活性而受到关注。研究表明,MDL-800通过抑制IL-6、TNF-α和其他核因子κB(NF-κB)调节的细胞因子,在单侧输尿管阻塞模型中减少了肾纤维化和炎症[16]。结构和生化分析显示,MDL-800将SIRT6的催化效率提高了二十多倍,促进了组蛋白H3K9ac和H3K56ac的脱乙酰化,从而调节与癌症进展和代谢疾病相关的转录程序[17]。它通过SIRT6介导的组蛋白脱乙酰化影响脂质代谢和减轻肝纤维化的能力进一步凸显了其治疗多样性[16][17]。尽管MDL-800已在肾纤维化和肝纤维化研究中得到评估,但其在肺纤维化中的潜在疗效尚未明确。本研究旨在全面探讨MDL-800在TGF-β和LPS刺激的体外模型以及BLM诱导的体内肺纤维化模型中的抗炎和抗纤维化作用。

化学试剂

吡非尼酮和MDL-800从MedChemExpress(美国新泽西州)购买。尼达尼布从Chembricks Laboratories(印度)购买。RNAiso Plus试剂、cDNA合成试剂盒和SYBR Green PCR混合液从Takara Bioscience(印度)购买。重组人转化生长因子-β1(TGF-β1)从HiMedia Laboratories(印度)购买。BCA蛋白测定试剂盒、胎牛血清(FBS)、Ham’s F-12 K培养基、胰蛋白酶-EDTA溶液等也从该公司购买。

MDL-800抑制RAW 264.7巨噬细胞中的LPS诱导的炎症活化

在大多数病理情况下,炎症是纤维化发展的关键前提。已有研究表明,SIRT6激活可减弱多种疾病中的炎症反应,包括肺损伤。在本研究中,为了探讨MDL-800是否调节巨噬细胞驱动的炎症反应,使用了LPS诱导的巨噬细胞去分化模型。在评估其抗炎作用之前,首先研究了MDL-800对细胞活力的影响。

讨论

IPF是一种慢性进行性肺疾病,其特征是成纤维细胞持续活化、细胞外基质过度沉积,这是由于持续/慢性的上皮损伤所致,最终导致肺功能逐渐下降和肺功能衰竭[21]。在这一病理过程中,多种机制起作用,但失调的TGF-β信号传导在驱动静止成纤维细胞向高度收缩性的肌成纤维细胞转化中起核心作用[22]。

结论

我们的发现与现有证据表明,MDL-800诱导的SIRT6激活为肺纤维化提供了一种有前景的治疗策略,可能扩展目前可用于IPF的药物候选库。通过同时抑制TGF-β介导的肌成纤维细胞分化、限制细胞外基质积累、抑制中性粒细胞驱动的炎症和氧化应激以及重新编程表观遗传和炎症信号通路,SIRT6激活

未引用的参考文献

[53]

CRediT作者贡献声明

Mousumi Ghosh:可视化、验证、方法学、实验设计、数据分析。Nidhi Sharma:初稿撰写、可视化、方法学、实验设计、数据分析。Siddhartha Moulik:概念构思。Sai Balaji Andugulapati:审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。

资助

本研究使用了研究所的内部资金,未接受来自公共、商业或非营利机构的任何特定资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

作者感谢印度海得拉巴CSIR-IICT提供的实验设施和资金支持。CSIR-IICT手稿编号:
IICT/Pubs./2026/039。M.G和N.S感谢UGC提供的奖学金。

作者贡献

概念构思:S.B.A和S.M;体外细胞培养:S.B.A;体内实验:M.G, N.S;第一稿撰写:N.S;审稿与编辑:S.B.A;资金获取:S.B.A。

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