自然化学生物丨尹胜/郭剑平团队发现先导化合物DP靶向APOL2治疗肝纤维化的机制

肝纤维化是多种慢性肝病，包括病毒性肝炎、酒精性和非酒精性脂肪性肝炎、自身免疫性肝炎及胆汁淤积等病情恶化的一个重要病理过程，其主要特点是肝脏组织中肝星状细胞的激活和细胞外基质的过度沉积。肝纤维化如果持续进展，最终可能发展为肝硬化或肝癌，严重威胁人类生命健康。然而，目前尚无特效药物能够治疗肝纤维化，开发新型抗肝纤维化药物成为临床迫切需求。

2024年8月5日，中山大学药学院尹胜教授团队与附属第一医院郭剑平研究员团队合作，在Nature Chemical Biology杂志上发表了一篇名为“A natural small molecule alleviates liver fibrosis by targeting apolipoprotein L2”的研究论文。该研究团队通过高内涵筛选，发现了在体内外均具有强效抗肝纤维化活性的惕各烷型二萜小分子DP。通过化学生物学手段，证实了DP的直接作用靶点为Apolipoprotein L2（APOL2），首次揭示了APOL2作为肝纤维化治疗的潜在新靶点。

通过高内涵筛选，该团队发现了一类对HSCs激活有强效抑制作用的惕各烷型二萜，其中DP表现出最优活性。进一步研究表明，DP可以抑制TGF-1诱导的LX-2和JS-1细胞激活，其在低浓度下的效果与高浓度吡非尼酮（Pirfenidone，PFD）相当。此外，DP还可以抑制小鼠原代肝星状细胞自激活以及LX-2 3D细胞球中-平滑肌肌动蛋白（-SMA）的表达，显示出其作为抗肝纤维化先导化合物的潜力。

在小鼠肝纤维化模型中进行的体内药效学评价显示，口服DP剂量依赖性地减轻肝脏炎症浸润、肝细胞损伤和纤维化程度，并且对小鼠的重要脏器和膝关节骨结构无明显毒性。值得注意的是，DP在20 mg/kg剂量下的治疗效果与PFD在200 mg/kg剂量下相当，表明DP是一种高活性且安全的先导化合物。

研究团队进一步利用具有光亲和标记和点击化学反应基团的探针DP-PT进行实验，证实了DP的作用靶点为APOL2，并发现DP与APOL2蛋白的186−266 aa区域中的N212和V216关键氨基酸结合位点相互作用。

通过临床肝纤维化病人数据库的分析发现，与正常肝脏组织相比，纤维化肝脏组织中APOL2表达量显著升高，且与疾病分期和-SMA表达水平正相关。此外，APOL2在活化的HSCs中高表达。敲低APOL2显著抑制TGF-1诱导的纤维化指标上调，而过表达APOL2在无TGF-1刺激下也能上调纤维化指标。CRISPR/Cas9技术构建的Apol2全身敲除小鼠实验显示，Apol2敲除显著抑制CCl4诱导的小鼠肝纤维化进展，且无明显器官毒性。

进一步研究表明DP通过APOL2-SERCA2-PERK-HES1信号轴发挥抗肝纤维化功效。DP处理或敲低APOL2不影响经典的TGF-/Smad信号通路，但恢复了SERCA2功能，抑制了肝纤维化的发生。

综上，该研究不仅发现了DP作为首个APOL2抑制剂，而且证明了APOL2作为肝纤维化治疗的新靶点。APOL2在其他器官纤维化及相关疾病中可能也有重要调节作用，DP可能成为未来基于APOL2药物开发的有效工具。

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