SMAD7

作为自免领域的蓝海之一，炎症性肠病（IBD）治疗药物受到众多跨国药企的追捧和布局。 近期，礼来以32亿美元收购Morphic，获得其核心管线α4β7整合素抑制剂MORF-057，进一步扩大在胃肠病领域的影响力。 除了礼来外，包括艾伯维、阿斯利康、默沙东等制药巨头纷纷布局IBD治疗药物，进行相关并购交易。 动作频频背后，为何跨国药企如此青睐IBD治疗药物？ 传统治疗的困境 IBD是一种主要累及消化系统的慢性炎症性肠道疾病，其症状包括严重腹泻、频繁腹痛以及便血、体质量减轻，严重可致癌。IBD主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）两种类型，两种IBD在临床和病理特征上既有重叠又有区别：UC主要累及直肠和部分结肠，病变呈连续性，而CD主要累及回肠和结肠，病变呈节段性。 目前，IBD在国内并不多见，但患者规模正在快速增长。根据2014年中国疾病预防控制中心数据统计，中国2005-2014年间IBD累积病例约为35万，但到2025年，预计中国的IBD患者将达到150万例。 在过去，靶向药物问世之前，IBD没有很好的治疗手段。IBD的传统治疗药物主要包括氨基水杨酸制剂、糖皮质激素、免疫抑制剂等（见下表）。虽然这些药物可为IBD患者的病情带来一定程度的缓解，但均各有局限，很难满足临床上IBD的治疗需求。 表1 IBD传统治疗药物 数据来源：公开资料整理 以美沙拉嗪为代表的5-氨基水杨酸制剂（5-ASA），由于几乎不入血、局部起效，安全性良好，过去一直是IBD的一线治疗首选；但由于疗效有限，一般只推荐用于轻中度IBD患者的活动期及缓解期治疗。 糖皮质激素以及免疫抑制剂虽然对中重度IBD有一定的缓解作用，但均有明显且严重的副作用，因此均只能用于5-ASA治疗无效的、中重度IBD活动期的短期治疗，不能用于长期维持治疗。 因此，在过去的很长一段时间，IBD治疗均缺乏对中重度患者有效却安全的针对性药物，存在着巨大的未满足临床需求。 单抗与小分子争芳斗艳 IBD靶向治疗的发展，要从其发病机制说起。IBD的本质就是胃肠道表现出异常的免疫反应，虽然发病机制目前仍不完全清楚，但目前IBD靶向治疗的核心仍是抑制胃肠道的免疫反应，从而抑制炎症的发生。而以T细胞为核心的免疫反应主要包括以下关键的过程，这些过程也是目前新药开发的关注焦点： 1）T细胞从淋巴结通过血液循环迁移至发出炎症信号的肠道部位，这个方向的靶点包括整合素（α4β7）及其配体MAdCAM-1蛋白，以及鞘氨醇-1-磷酸（S1P）受体，抑制或阻断这些靶点及其相关信号通路，可以阻止T细胞从淋巴结向肠道的迁移； 2）促炎症因子通过T细胞表面受体，启动T细胞内下游信号通路，诱发T细胞介导的炎症反应（见图2），这个方向的靶点包括促炎症因子TNF-α、IL、TGF-β1等，以及胞内下游信号通路相关的JAK酶、SMAD-7分子等，抑制这些靶点及其信号通路，可以抑制炎症的发生。 从这两个方向出发，诞生了众多疗效优异的IBD靶向新药。自从英夫利昔单抗及阿达木单抗于1998年相继首次获批用于IBD治疗开始，IBD便进入了靶向治疗的新时代，尤其是生物制剂的研发及上市，明显进入了快车道。 于20年间获批了近10款单抗药物，其中以TNF-α以及IL为靶点的单抗靶向制剂占据了主流，但这些单抗药物均获批了多个适应症，IBD或许并非其市场的重心。 因此，2014年获批上市的抗α4β1药物维得利珠单抗显得弥足珍贵，其为首个专属于IBD治疗的靶向药物、同时也是首个及唯一一个具有肠道选择性的IBD靶向药物。2023年，维得利珠单抗全球销售额高达54.1亿美元，成为超重磅炸弹，已经充分验证了其机制的优越性。 进入2018年，首个IBD靶向小分子托法替布获批用于IBD治疗，从此开启了小分子靶向治疗时代，小分子靶向新药的研发及上市也开始发力。 其中，以JAK酶抑制剂及S1P受体拮抗剂为其中杰出的代表，尤其是JAK酶抑制剂，其FIC药物托法替布，已在包括IBD在内的自免领域斩获超20亿美元的辉煌战绩；而其第二代药物的代表乌帕替尼，则更是一骑绝尘，上市短短数年，销售额便几乎突破40亿美元，颇具“百亿药王”的气魄。 表2 IBD靶向治疗已上市药物及其全球销售额（亿美元） 注：为整体销售额，不区分适应症 数据来源：Na SY等，2019；公开资料整理 值得注意的是，乌帕替尼的成功并非偶然，也并非仅仅是商业化层面的因素；相反，其成功完全是建立在优异的临床疗效数据之上的。当然，本文仅以IBD的临床数据抛砖引玉。虽然目前并没有乌帕替尼与“老大哥”托法替布在IBD治疗的III期头对头研究，但从目前已披露的UC适应症的III期临床数据来看，乌帕替尼的临床疗效可谓惊艳，其急性期的临床缓解率达到26%-33%，相比安慰剂的差值达到22%-29%，维持期的临床缓解率则达到42%，相比安慰剂差值达到31%，相比之下，托法替布临床急性期的临床缓解率仅为17%-18%，相比安慰剂差值为10%-13%，维持期临床缓解率为34%，相比安慰剂差值为23%；可见，两项首要终点数据，无论是数据绝对值还是相比安慰剂的差值，乌帕替尼均远大于托法替布。 类似的结论，也同样适用于维得利珠单抗，其在UC急性期的临床缓解率，相比安慰剂的差值达到22%（47%vs 26%，P＜0.001），也是远胜抗TNF-α制剂阿达木单抗，后者在UC急性期的临床缓解率相比安慰剂的差者仅9.3%（18.5%vs 9.2%，P＜0.05）。可见，维得利珠单抗在IBD的治疗上，同样也是革命性药物的存在。 从阿达木单抗到维得利珠单抗，从托法替布到乌帕替尼，IBD的靶向治疗正在取得一个又一个的突破，这是创新的胜利，也是患者的福音。 靶向治疗的联合， 或是大势所趋 在过去20年，IBD的治疗涌现了大量的先进药物，推动IBD的临床缓解率不断取得新突破。但Silvio Danese等在2022年的一篇报道中指出，现大多数先进的治疗方法报告1年的临床缓解率在30%到50%之间，这表明我们可能通过使用单一药物达到了治疗上限。 IBD是多种途径驱动免疫介导的炎症过程，对肠道疾病有效的药物可能对肠外表现或伴随的免疫介导疾病(IMID)无效，因此需要使用其他药物。考虑到这一点，基于至少使用两种生物制剂，或同时使用一种生物制剂和一种小分子药物的高级联合治疗(ACT)的概念，可能是难治性IBD患者、发生并发症风险高的患者或伴有不受控制的IMID患者的一种有希望的策略。 目前这种策略已经被应用到实际治疗中，并取得了不错的效果。美国一项回顾性研究报道了50名对现有药物治疗不佳的顽固性IBD患者（有10名并发IMID），接受ACT治疗的情况，治疗方案包括维得利珠单抗+乌司奴单抗（47%）、托法替布+生物制剂（40%）以及维得利珠单抗+抗TNF-α单抗，结果显示接受ACT治疗的患者临床缓解率（50%vs 14%,p=0.0018）及内镜缓解率（34%vs 6%,p=0.0039）均显著高于基线值。 另外，Waseem Ahmed等在2022年发表了一项关于ACT治疗的系统性综述与meta分析，这项研究共纳入了30项研究276名患者，其中包括81%的难治性IBD患者以及12%的并发肠外表现或风湿病的IBD患者，最常用的组合包括抗整合素单抗+抗TNF-α单抗（48%）以及抗整合素单抗+乌司奴单抗（19%），临床缓解率及内镜缓解率分别达到59%及34%。 最后，虽然科学的进步持续不断地给IBD的治疗带来希望的曙光，但由于IBD的难治性与反复性，这项事业注定任重而道远。展望未来，相信会有更多靶向治疗的新药被开发出来，用于IBD的治疗；同时也有理由相信，靶向药物之间的联合疗法，也必将在IBD的治疗中大放异彩。 参考文献： 1.吴开春,梁洁,冉志华,等.炎症性肠病诊断与治疗的共识意见(2018年.北京)[J].中国实用内科杂志,2018,38(09):796-813 2.何琼,李建栋.炎症性肠病流行病学研究进展[J].实用医学杂志,2019,35(18):2962-2966. 3.Kaplan GG.The global burden of IBD:from 2015 to 2025.Nat Rev Gastroenterol Hepatol.2015;12(12):720-727. 4.Na SY,Moon W.Perspectives on Current and Novel Treatments for Inflammatory Bowel Disease.Gut Liver.2019;13(6):604-616. 5.Danese S,Solitano V,Jairath V,Peyrin-Biroulet L.The future of drug development for inflammatory bowel disease:the need to ACT(advanced combination treatment).Gut.2022 Dec;71(12):2380-2387. 6.Glassner K,Oglat A,Duran A,Koduru P,Perry C,Wilhite A,Abraham BP.The use of combination biological or small molecule therapy in inflammatory bowel disease:A retrospective cohort study.J Dig Dis.2020 May;21(5):264-271. 7.Ahmed W,Galati J,Kumar A,Christos PJ,Longman R,Lukin DJ,Scherl E,Battat R.Dual Biologic or Small Molecule Therapy for Treatment of Inflammatory Bowel Disease:A Systematic Review and Meta-analysis.Clin Gastroenterol Hepatol.2022 Mar;20(3):e361-e379. 声明：本内容仅用作医药行业信息传播，为作者独立观点，不代表药智网立场。如需转载，请务必注明文章作者和来源。对本文有异议或投诉，请联系maxuelian@yaozh.com。 责任编辑 | 史蒂文 转载开白 | 马老师 18996384680（同微信） 商务合作 | 王存星 19922864877（同微信）  阅读原文，是受欢迎的文章哦

【导读】 干细胞疗法正在被探索作为特发性肺纤维化（IPF）的潜在治疗方法，但其有效性受到活性氧（ROS）和纤维化肺炎症等因素的阻碍。为了应对这些挑战，团队制备了具有酶样活性和质粒负载能力的AuPtCoPS三金属基纳米载体（TBNCs），旨在有效根除ROS，促进治疗基因的递送，并最终提高治疗效果。TBNC还可作为计算机断层扫描造影剂，用于在治疗期间追踪间充质干细胞（MSCs）。 2024年8月21日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所李娟团队在期刊《Science Advances》上发表了题为“Enzyme-like nanoparticle–engineered mesenchymal stem cell secreting HGF promotes visualized therapy for idiopathic pulmonary fibrosis in vivo”的研究论文。本研究为IPF提供了一种有效且具有前瞻性的治疗方法，并为旨在解决肺部疾病的基于干细胞的治疗系统，建立了框架。 https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq0703 研究介绍 01 特发性肺纤维化（IPF）是一种高度流行且严重的间质性肺疾病，约占该疾病类别中所有病例的40%，严重影响人类福祉。其特征是肺泡上皮细胞（AEC）损伤，伴有成纤维细胞和肌成纤维细胞的激活/刺激增强，导致细胞外基质（ECM）在肺泡壁中积聚。间充质干细胞（MSCs）已成为一种潜在的基于细胞的肺再生疗法，这主要是由于其公认的安全性和显著的旁分泌效应。 此外，MSCs体内疗效的实时可视化，对于优化基于MSC的IPF治疗策略，具有重要意义。团队之前专门设计和开发了一系列用于可视化各种疾病治疗的纳米探针。 由于肺组织的独特特性，例如其低氢质子密度，CT成像技术被广泛认为是临床上可视化肺部疾病的更合适的方法。然而，为移植的间充质干细胞，引入体内CT示踪剂、递送HGF基因，以及减轻ROS，以提高MSCs治疗IPF的疗效，是一个尚未解决的挑战。 本研究以硫酸鱼精蛋白（PS）为原料，采用简单的方法，成功制备了AuPtCoPS三金属基纳米载体（TBNCs）。它在质粒DNA（pDNA）负载能力、酶样活性和CT成像性能方面，表现出优异的特性。工程化的间充质干细胞表现出显著的功能，如有效清除纤维化肺中的ROS，在病变部位高效表达HGF，从而提高移植MSCs的抗氧化应激和抗纤维化能力，最终将移植MSCs的体内生存时间，延长至前所未有的14天，显著提高对IPF的治疗效果。此外，工程化的间充质干细胞具有CT成像能力，可以实时监测移植间充质干细胞的体内生物学行为，并有助于可视化移植间充质干细胞对IPF的疗效。 TBNCs@pDNA在基因递送和双模态成像中，应用追踪hMSCs，治疗IPF 的示意图。 研究进展 02 标记的hMSCs在体外具有治疗效果 HGF抑制了TGF-β1的信号传导和AEC向肌成纤维细胞的转变。HGF通过依赖于丝裂原活化蛋白激酶的机制，刺激TGF-β1信号转导抑制剂（如Smad7表达）的产生，这有望阻碍AEC转化为肌成纤维细胞，从而阻碍肺纤维化的进展。 与hMSC-CM和正常培养基组相比，标记的hMSC-CM导致肌成纤维细胞凋亡显著增加，膜联蛋白V-FITC和PI阳性信号增加，证明了这一点。虽然hMSC-CM组的膜联蛋白V-FITC和PI染色也呈阳性，但与标记的hMSC-CM组相比，信号强度显著降低。暴露于标记的hMSC-CM后，肌成纤维细胞的死亡率为50.3%，是正常培养基对照组（15.5%）的3倍，是hMSC-CM暴露组（22.4%）的2倍。此外，MMP-2和MMP-9可触发肌成纤维细胞凋亡， 表明它们有可能作为抗纤维化干预的候选药物。 本研究中的TBNCs@pDNA工程化hMSCs，表现出有效再生受损AECs、抑制EMTs和诱导肌成纤维细胞凋亡的能力，有望显著阻碍IPF的进展。 评估用TBNC标记的hMSC，在体外促进受损BEAS 2B修复和阻碍AEC转化为肌成纤维细胞的能力。 标记的hMSCs在体内具有治疗效果 标记的hMSCs能够显著降低两种因子的表达水平，与未标记的hMSCs相比，在下调方面表现出明显更高的效率。此外，标记的hMSCs移植显著抑制了NLRP3的表达， 表明标记的hMSCs具有有效阻碍EMT和阻碍肺纤维化进展的潜力。 移植标记的hMSCs治疗组的α-SMA表达降低，移植标记的hMSCs治疗组的TUNEL染色结果中的阳性细胞数量明显增加， 表明移植标记的hMSCs具有有效诱导肌成纤维细胞凋亡的潜力。 2D和3D CT成像结果表明，BLM组肺的正常通气面积显著减少，这在用标记的hMSCs治疗后，表现出显著改善。被确定为标记的hMSCs的小鼠的肺通气程度高达96%，与未标记的hMSCs组（75%）和BLM组（44%）相比，这一水平明显更高。 用TBNCs@pDNA设计的hMSCs，显示出有效承受纤维化肺氧化应激的能力，并显著提高其体内存活率。同时，工程化的hMSCs，在纤维化位点表现出高水平的HGF表达，积极促进受损肺上皮细胞的修复，降低Col I和α-SMA的表达，从而阻碍肺纤维化的进展，促进肺组织的结构重组。 TBNC标记的hMSCs，在体内治疗肺纤维化的疗效。 研究结论 03 总之，TBNCs可以通过一种简单可靠的方法合成，显示出显著的酶样活性、有效的基因递送和在CT成像方面的特殊潜力。首先，TBNCs有效根除移植的hMSCs中的ROS，从而提高其活力，并将移植的hMSCs在体内的寿命延长至14天。其次，TBNC有效地将HGF pDNA递送至hMSCs，导致HGF表达增加935倍，并最终增强移植hMSCs的抗纤维化潜力。此外，将TBNC强大的CT成像属性与组成型表达荧光素酶的hMSC的生物发光能力相结合，可以实时监测移植的hMSC的体内分布、迁移和活力。这种方法增强了对移植间充质干细胞治疗IPF的机制的理解，并有助于优化基于间充质干细胞的治疗技术。 因此，本研究提供了一种以前未被发现的方法，用于工程化间充质干细胞，以赋予治疗和成像能力，为推进临床研究和简化再生医学领域高质量间充质干细胞的大规模生产，奠定关键的技术基础。 参考资料： 1.A. J. Podolanczuk, C. C. Thomson, M. Remy-Jardin, L. Richeldi, F. J. Martinez, M. Kolb, G. Raghu, Idiopathic pulmonary fibrosis: State of the art for 2023. Eur. Respir. J. 61, 2200957 (2023). 2.R. J. Allen, J. M. Oldham, D. A. Jenkins, O. C. Leavy, B. Guillen-Guio, C. A. Melbourne, S.-F. Ma, J. Jou, J. S. Kim; Clean UP-IPF Investigators of the Pulmonary Trials Cooperative, W. A. Fahy, E. Oballa, R. B. Hubbard, V. Navaratnam, R. Braybrooke, G. Saini, K. M. Roach, M. D. Tobin, N. Hirani, M. K. B. Whyte, N. Kaminski, Y. Zhang, F. J. Martinez, A. L. Linderholm, A. Adegunsoye, M. E. Strek, T. M. Maher, P. L. Molyneaux, C. Flores, I. Noth, R. Gisli Jenkins, L. V. Wain, Longitudinal lung function and gas transfer in individuals with idiopathic pulmonary fibrosis: A genome-wide association study. Lancet Respir. Med. 11, 65–73 (2023). 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 线上｜08月29日 18:00-20:00 ▶ “单细胞转录组及蛋白组学前沿应用-探寻FFPE样本生物密码”网络研讨会欢迎您的参与！ 🕓 上海｜09月11日 ▶ 微驭万物-单细胞空间组学技术前沿与临床应用研讨会欢迎您的参与！ 🕓 北京｜09月20日-21日 ▶ 第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！ 🕓 上海｜11月15日-16日 ▶ 2024第一届中国类器官转化医学大会欢迎您的参与！ 点击对应文字 查看详情

引言胶质母细胞瘤是最致命的恶性肿瘤之一，表现出明显的肿瘤内异质性，其中胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）对肿瘤发生和治疗抵抗起着重要作用。泛素连接酶和去泛素化酶的药物调节剂正在开发用于癌症和其他疾病。2024年3月19日，西湖大学谢琦，深圳湾实验室李磊和匹兹堡大学Jeremy N. Rich共同通讯在Cell Discovery 发表题为“RBBP6 maintains glioblastoma stem cells through CPSF3-dependent alternative polyadenylation”的研究论文。该研究进行了并行的体外和体内CRISPR/Cas9敲除筛选，针对人类泛素E3连接酶和去泛素化酶，揭示了E3连接酶RBBP6作为GSC维持的一个必需因子，靶向RBBP6抑制了GSC的增殖和肿瘤起始。在机制上，RBBP6介导CPSF3的K63-链接泛素化，稳定了CPSF3来调节选择性多腺苷酸化事件。RBBP6敲除导致MYC竞争性内源性RNA的3'UTR缩短，从而释放了miR-590-3p从缩短的UTRs中，从而降低了MYC的表达。用小分子抑制剂（JTE-607）靶向CPSF3可以减少GSC的存活率并抑制体内肿瘤生长。总的来说，RBBP6通过调节CPSF3依赖的选择性多腺苷酸化在GSC中维持高MYC表达，为胶质母细胞瘤提供了一个潜在的治疗范例。胶质母细胞瘤是最常见和致命的原发性脑肿瘤，中位生存时间不到两年。目前胶质母细胞瘤的标准治疗包括最大程度的手术切除，联合放疗和化疗，随后进行辅助化疗，只能提供姑息治疗。胶质母细胞瘤表现出肿瘤内异质性，其中自我更新的胶质母细胞处于层级顶端。胶质母细胞以其自我更新和肿瘤起始能力而功能特异化，此外还对肿瘤血管生成、放射抵抗力和化疗抵抗力有额外的贡献。胶质母细胞瘤是最早进行全面遗传分析的肿瘤之一，揭示了导致信号传导失调的频繁变异，包括涉及表观遗传学变化、转录调节因子和转录后调节的变异。然而，基于遗传突变的精准医学对胶质母细胞瘤患者的临床管理影响有限，表明替代的分子靶点可能提供治疗益处。泛素化是调节底物蛋白命运和/或功能的最常见的翻译后修饰之一。泛素-蛋白酶体通路维持大多数蛋白质的稳态。泛素分子通过涉及E1（泛素激活）、E2（泛素连接）和E3（泛素连接酶）酶的催化级联添加到靶标蛋白中，可以通过去泛素化酶（DUBs）逆转。先前的研究已将泛素途径与胶质母细胞瘤的生长总体和GSC的维持特异性联系起来。例如，胶质母细胞瘤可能过表达USP15，该酶结合SMAD7-SMAD特异性E3泛素蛋白连接酶2（SMURF2）复合物去泛素化并稳定型I转化生长因子-β受体（TβR-I），增强TGF-β信号传导。在GSCs中，USP9x取消乙醛脱氢酶1A3（ALDH1A3）的多泛素化以稳定ALDH1A3并维持GSCs。用USP9x抑制剂WP1130处理GSCs可诱导ALDH1A3降解并抑制GSC的生长。此外，USP13和FBXL14相互调节GSCs中MYC的多泛素化。因此，去泛素化酶和泛素连接酶可能是胶质母细胞瘤的潜在治疗靶点。模式图（Credit: Cell Discovery）CRISPR/Cas9基因敲除（KO）高通量筛选已被证明是癌症治疗中目标基因发现的有效平台。先前的CRISPR筛选研究主要集中在体外培养的细胞模型上，这些模型无法充分代表肿瘤微环境的复杂效应，这种方法可能限制了药物开发的成功。在这里，作者改进了一种更具生理学相关性的体内CRISPR筛选方法，以识别对GSC维持和肿瘤形成至关重要的泛素连接酶和去泛素化酶。原文链接https://doi.org/10.1038/s41421-024-00654-3责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述