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研究人员针对 Lamin B1 开展高通量高内涵筛选，发现可降低其水平的小分子，为 ADLD 等疾病治疗带来希望。
靶向 Lamin B1 的小分子筛选：为罕见病与癌症治疗带来新曙光
在微观的细胞世界里，核纤层蛋白 B1（Lamin B1，LMNB1）扮演着至关重要的角色。它是核纤层的重要组成部分，核纤层就像是细胞核的 “钢筋骨架”，对维持细胞核的结构和功能起着关键作用。然而，这个 “小角色” 一旦出了问题，却能引发大麻烦。
当 LMNB1 基因发生突变，会导致成人发病的脱髓鞘疾病 —— 常染色体显性遗传性白质营养不良（Autosomal Dominant Leukodystrophy，ADLD）。患者的大脑就像遭受了一场 “破坏风暴”，中枢神经系统的髓鞘被广泛破坏，神经信号传递受阻，身体的各种机能逐渐衰退，目前这种疾病尚无有效的治疗方法，给患者和家庭带来了沉重的负担。不仅如此，LMNB1 表达水平的改变还与多种癌症密切相关，在不同类型的癌症中，它时而像 “帮凶” 一样促进肿瘤的发展，时而又像 “捣乱分子” 一样影响患者的预后。
为了攻克这些难题，来自美国匹兹堡大学的研究人员展开了一场 “寻宝之旅”，他们希望找到能精准调控 LMNB1 水平的小分子，为 ADLD 和相关癌症的治疗开辟新道路。这项研究成果发表在了《Scientific Reports》上。
研究人员开展的是一项高通量 / 高内涵筛选（High Throughput/High Content Screen，HTS/HCS）研究。在实验过程中，他们用到了多种关键技术方法。首先是细胞模型构建技术，利用可诱导的小鼠成纤维细胞模型和 ADLD 患者的成纤维细胞样本进行实验。其次是成像与分析技术，通过对细胞进行染色和成像，借助线性判别分析（Linear Discriminant Analysis，LDA）等方法，对 LMNB1 表达水平、细胞核形态等多个参数进行分析。此外，还有化合物筛选技术，对大量小分子化合物进行筛选和验证。
下面来看具体的研究结果：
- LOPAC 筛选验证：研究人员先用含有 1280 种生物活性小分子的 LOPAC 库对检测 LMNB1 过表达和核异常的分析方法进行验证。通过线性判别分析（LDA）评估分析方法性能，结果显示不同浓度下 Z’值良好，同时以 LMNB1 强度作为生物相关参数建立筛选标准，确定初步活性阈值，筛选出多个潜在化合物。经过视觉确认和剂量 - 反应验证，最终只有 3 种化合物（SB202190、SP600125 和喜树碱）显示剂量依赖性降低 LMNB1 水平，其中 SB202190 经 Western blot 验证有效，这表明该筛选分析方法可行，但也预示大规模筛选的命中率和确认率可能较低12。
- 初级高通量筛选：基于 LOPAC 筛选结果，研究人员对约 97,000 种来自美国国立卫生研究院分子库小分子储存库（NIH MLSMR）的化合物进行初级高通量筛选。同样采用 LDA 和 LMNB1 强度评估分析性能，设定初级命中标准，筛选出 403 个初级命中化合物，再经去除影响 LMNA/C 水平或导致细胞损失的化合物以及视觉检查后，最终确定 62 个命中化合物，其中 41 个化合物购买进行剂量 - 反应确认研究34。
- 高通量筛选命中确认研究：在 41 个化合物的剂量 - 反应确认研究中，9 个化合物有一定活性，其中 2 个化合物（CID 662896 和 CID 5308648）表现突出，能剂量依赖性降低 LMNB1 水平且不影响 LMNA/C 表达，无细胞毒性。进一步研究发现，它们能纠正 LMNB1 过表达引起的核异常，在 ADLD 患者成纤维细胞中，CID 662896 能显著降低内源性 LMNB1 水平，而 CID 5308648 效果不明显56。
- 理化性质与体内研究：对 CID 662896 和 CID 5308648 进行理化性质分析，发现它们具有良好的 “类药” 性质，无明显毒性和潜在反应性问题，预测有良好的口服吸收和血脑屏障（Blood-Brain-Barrier，BBB）通透性。通过平行人工膜通透性测定（PAMPA）和小鼠体内药代动力学研究，证实 CID 662896 能穿过血脑屏障，在小鼠血浆和脑组织中均能检测到78。
- 结构 - 活性关系研究：基于 CID 662896 结构进行有限的结构 - 活性关系（Structure-Activity Relationship，SAR）研究，测试多个类似物后发现，4H,5H,6H,7H-[1,2,4] 三唑并 [1,5-a] 嘧啶核心结构对活性至关重要，其 5 - 和 7 - 位取代模式的改变会影响活性，但由于测试化合物数量有限，需进一步研究910。
研究人员成功发现了能降低 LMNB1 水平且无明显毒性的小分子化合物 CID 662896 和 CID 5308648，它们在细胞模型和动物实验中展现出良好的效果，尤其是 CID 662896，不仅能有效降低 LMNB1 水平，还能穿过血脑屏障，为 ADLD 等疾病的治疗提供了极具潜力的候选药物。不过，目前仍有一些问题有待解决，比如这些化合物的作用机制尚不明确，还需要进一步研究确定其作用靶点。未来，研究人员将继续探索，期望能将这些发现转化为真正的治疗方法，为患者带来希望。
