▎藥明康德內容團隊編輯
面對當前社會人口老齡化的趨勢,
如何讓所有人都能擁有一個更加長壽、更加健康的未來
?抗衰老藥物的研發是一種積極的應對策略。一些治療其他疾病的“老藥”,由於
安全性高、成藥性好、可修飾性強
等特點,透過“二次研發”作為抗衰老療法邁入臨床的前景值得期待。
近年來,華東理工大學李劍教授領銜的研究團隊
以秀麗隱杆線蟲為生物模型,對1000多種已上市的化學小分子藥物展開了抗衰老活性的篩選
,從中發現了多種能夠延長線蟲壽命的活性藥物分子。近期,研究團隊進一步對其中脫穎而出的“老藥”——
止癢劑克羅米通
(crotamiton)進行結構最佳化,發現了
延壽效果和抗應激效果更優的衍生物JM03
。
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相關研究已於2022年4月發表在國際生物學期刊eLife上
研究團隊用作藥物篩選的研究模型“線蟲”,是一種正常壽命只有3-4周的小蠕蟲,
一旦
有什麼藥物分子或是基因改變能夠延年益壽,很快就會看到變化
。此外,線蟲的關鍵分子訊號通路在很多地方與人類非常相似,因此在衰老研究領域成為生物學家們得力的一種動物模型。
以線蟲壽命實驗為評價模型,研究人員對1072種化學小分子藥物進行了抗衰老活性篩選,
首次發現
抗疥蟲老藥克羅米通顯示出延長線蟲壽命的效果
。並且,在具有延壽效果的給藥濃度(400 μM)下,克羅米通並不影響線蟲的生殖力,細胞實驗也顯示不影響人胚肺成纖維細胞的活性,展現出良好的安全性。
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以秀麗隱杆線蟲壽命實驗為評價模型,對包含1072個藥物分子、按適應症劃分為21大類的上市化藥庫進行抗衰老活性篩選(圖片來源:參考資料[1])
在此基礎上,為了提升抗衰老藥效,研究團隊利用老藥二次研發策略,對克羅米通進行結構最佳化,以獲得
活性更優、結構新穎
的抗衰老活性分子。
最終,研究人員發現,將克羅米通苯環甲基取代變為氟取代時獲得的衍生物JM03,比克羅米通能更顯著地延長線蟲的壽命。
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對克羅米通進行結構最佳化,獲得15個衍生物(圖片來源:參考資料[1])
在這項工作中,科研團隊還進一步探索了
JM03發揮抗衰老活性的作用機制
。
克羅米通一直被用作抗疥瘡和止癢劑,文獻報道指出該藥物是TRPV4通道的抑制劑,而TRPV亞家族蛋白質在線蟲中由五個基因編碼,包括osm-9、ocr-1、ocr-2、ocr-3和ocr-4。其中osm-9或ocr-2突變的線蟲活得更久,因此研究者猜想這兩個基因編碼的蛋白可能與克羅米通衍生物JM03的延壽作用有關。線蟲RNAi實驗或突變體實驗證實,
OSM-9在JM03介導的延壽作用中起關鍵作用
。
分析多種不同的基因突變線蟲,研究者發現,JM03可以透過抑制OSM-9上調蛋白質穩態相關的基因,從而增強線蟲的抗氧化和抗滲透壓能力。而在這一過程中,
轉錄因子SKN-1作為關鍵因子
,介導了
JM03改善蛋白質穩態、提高抗應激能力
的作用。
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JM03的作用機制示意圖(圖片來源:參考資料[1])
總結來說,該研究發現了克羅米通的延壽活性,並透過結構最佳化發現了活性更優的克羅米通衍生物JM03
。對JM03作用機制的研究發現,JM03透過抑制OSM-9,啟用SKN-1,改善了線蟲的蛋白質穩態,增強了抗氧化應激和滲透壓應激的能力,達到延壽抗衰的作用,為抗衰老領域探索出新機制,也為該領域老藥二次研發提供成功範例。
值得一提的是,除了克羅米通外,這一系列藥物篩選工作先前已經發現,臨床的降血壓藥
維拉帕米
,第一代磺醯脲類口服降糖藥
氯磺丙脲
等老藥也具有延長線蟲壽命的活性,有望進一步擴大適應症。