FAP-PI3KI1 是一种成纤维细胞活化蛋白 (FAP) 靶向PI3K抑制剂

FAP-PI3KI1是一种成纤维细胞活化蛋白(FAP)靶向PI3K抑制剂，可选择性靶向表达FAP的人特发性肺纤维化(IPF)细胞并有效抑制胶原蛋白合成，减少胶原蛋白沉积。

特发性肺纤维化（IPF）是一种致命性疾病，患者平均生存期仅为3至5年。IPF的特征是由于胶原蛋白过度沉积导致肺实质逐渐硬化，进而引起气体交换功能逐渐丧失。尽管美国食品药品监督管理局已批准两种治疗IPF的药物，但它们仅能延缓疾病进展，对预后影响甚微。为了开发更有效的治疗方法，我们利用了胶原蛋白生成的肌成纤维细胞表达一种膜跨蛋白——成纤维细胞活化蛋白（FAP）这一事实，该蛋白在其他细胞类型中几乎不表达。由于胶原蛋白生成的肌成纤维细胞仅存在于纤维化组织、实体肿瘤和愈合伤口中，FAP成为向病理纤维化组织靶向递送药物的绝佳标志物。本文证明，低分子量FAP配体可用于选择性地向表达FAP的细胞递送成像和治疗剂。由于胶原蛋白合成的诱导与磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）激活相关，

研究人员设计了一种靶向FAP的PI3K抑制剂，该抑制剂可选择性靶向表达FAP的人类IPF肺成纤维细胞，并能有效抑制胶原蛋白合成。在IPF小鼠模型中证明，给予抑制剂可以抑制纤维化肺中的PI3K激活，减少羟脯氨酸（胶原的主要构建块）的生成，降低胶原沉积，并提高小鼠的生存率。

为了更深入地了解 FAPL -PI3Ki1处理的小鼠生存改善的分子机制，研究人员从生理盐水和 FAPL -PI3Ki1处理的小鼠肺部提取组织，分析了肺纤维化的标志性特征。如图6D所示，作为胶原蛋白（纤维化中主要生物聚合物）的主要成分，羟脯氨酸的含量在生理盐水处理的小鼠中显著升高（P < 0.0001），但在 FAPL -PI3Ki1处理的小鼠中这一升高显著降低（P < 0.0001）。通过三色染色（一种胶原染色法）对肺组织切片进行检测，进一步证实了这种胶原积累的差异，结果显示生理盐水处理组的胶原沉积明显多于 FAPL -PI3Ki1处理组（P < 0.001）（图6E）。对这些切片的更详细观察还发现，与FAPLPI3Ki1暴露组相比，生理盐水处理组的气囊大小和数量显著减少。如图6（F至H）所示，对不同组别小鼠肺组织匀浆的评估显示，FAPLPI3Ki1处理组的  SMA（图6F和G）和胶原1A1（图6H）含量显著降低（P < 0.0112）。这些数据共同表明，针对FAP的PI3Ki抑制剂可抑制Bleo处理小鼠中纤维化的主标志物。

为了确认 FAPL -PI3Ki1的作用机制涉及抑制PI3K（诱导胶原合成途径中的主要信号中间体），在静脉注射生理盐水或 FAPL -PI3Ki1后2小时，从Bleo处理的小鼠肺部取出组织，并用Akt和磷酸化Akt抗体对其匀浆进行免疫印迹。如图6I所示， FAPL -PI3Ki1处理对肺匀浆中Akt（PI3K的直接下游底物）的总量没有明显影响，这证实了靶向药物既没有消除成纤维细胞，也没有促进Akt的周转。相反， FAPL -PI3Ki1处理显著降低了pAkt/Akt比值，这是蛋白质激活的指标（>95%的减少，P = 0.0001；图6J），这证实了靶向治疗与其预期靶点结合，从而阻断了胶原合成激活的主要信号通路。

虽然纤维化的成因可能多种多样，但几乎所有纤维化过程似乎都涉及成纤维细胞向肌成纤维细胞的激活及其随后的胶原蛋白过量生成。基于这一共性以及肌成纤维细胞仅存在于愈合伤口、实体肿瘤和纤维化组织中的事实，设计一种方法将药物特异性靶向递送至体内肌成纤维细胞，然后利用该方法选择性地向胶原合成肌成纤维细胞递送胶原合成抑制剂似乎是明智的。这种靶向方法应针对纤维化组织，从而避免有效药物被健康组织摄取时可能产生的任何附带毒性。在此，我们靶向FAP蛋白，因为该蛋白在成纤维细胞被激活为胶原蛋白生成细胞时上调表达，并在某些上皮细胞发生上皮-间质转化时上调。我们还选择递送PI3Ki，因为PI3K是大多数诱导胶原合成通路的核心，且目前一种非靶向PI3Ki正在接受用于治疗 IPF 的人体临床试验。表达FAP的肌成纤维细胞对 IPF 的发展至关重要， FAPL 与人FAP具有高度特异性和亲和力结合，且 FAPL -PI3Ki1能强烈抑制原代人 IPF 肺成纤维细胞中的胶原蛋白生成，这些事实强烈表明， FAPL -PI3Ki1也能抑制 IPF 患者中人肌成纤维细胞的胶原蛋白生成。

参考文献：DOI: 10.1126/scitranslmed.aay3724