BMS-470539通过诱导衰老样状态靶向成纤维细胞抗皮肤纤维化研究

为解决纤维化疾病缺乏有效治疗策略的问题，研究人员开展针对成纤维细胞衰老样表型调控的主题研究，发现MC1受体激动剂BMS-470539能诱导系统性硬化症患者真皮成纤维细胞进入非炎症性衰老样状态，下调α-SMA、CCL2等纤维化标志物，并在博来霉素诱导的小鼠皮肤纤维化模型中证实其治疗潜力，为跨疾病靶向治疗提供了新思路。

　　

在医学研究领域，纤维化疾病、类风湿关节炎和癌症这些曾经被认为截然不同的疾病，如今被发现共享着惊人的共同致病机制。这种趋同性的关键在于成纤维细胞——这种细胞作为疾病进展的核心驱动者，推动组织损伤和慢性化过程。尽管成纤维细胞在病理过程中扮演核心角色且日益被视为重要治疗靶点，针对它的有效治疗方法仍然稀缺，这在疾病干预领域留下了关键空白。

传统药物研发模式主要关注疾病发生器官内的分子靶点，但这种器官中心模型正受到根本性质疑。新兴证据表明，疾病可能远离最终损伤部位起源，例如类风湿关节炎可能始于口腔、肠道或肺黏膜，而后才影响关节。这种认知转变要求我们重新思考治疗靶点的定义方式。

在此背景下，研究人员将目光投向一种特殊的黑色素皮质激素化合物BMS-470539。这种小分子最初于2003年被描述为选择性黑色素皮质激素1受体(MC1)激动剂，近期研究发现它能诱导类风湿关节炎患者滑膜成纤维细胞出现"衰老样"状态。这种状态的特点是增殖停滞、缺乏促炎分泌组，以及无法诱导次级衰老，同时伴随β-半乳糖苷酶活性、脂褐素积累等标志物表达。令人惊讶的是，这种衰老样活动不仅没有加剧病理状态，反而使细胞获得重塑表型，表现为胶原产生减少和重塑酶上调。

为验证该化合物在纤维性疾病中的治疗潜力，研究团队开展了一系列实验。他们使用来自健康志愿者和系统性硬化症(SSc)患者的真皮成纤维细胞进行体外培养，通过显微镜技术、DNA测序、细胞迁移分析和RNA测序等技术手段检测多种衰老标志物和成纤维细胞活化标志物。同时，他们还使用博来霉素诱导的小鼠皮肤纤维化模型评估BMS-470539的临床前疗效。

研究采用的主要关键技术方法包括：原代真皮成纤维细胞培养（样本来源：健康志愿者和符合ACR/EULAR标准的SSc患者）、细胞表型分析（SA-βGal染色、脂褐素检测等）、功能实验（细胞迁移、增殖测定）、全基因组RNA测序分析，以及博来霉素诱导的小鼠皮肤纤维化模型（治疗性干预方案）。

BMS-470539在人真皮成纤维细胞上展示衰老样活性

研究发现，BMS-470539在健康和患病的人真皮成纤维细胞上均能诱导衰老样表型。研究人员首先确认了MC1受体在这些细胞中的表达，随后证明BMS-470539以浓度依赖性方式诱导溶酶体积累，在10μM浓度时达到最大效果。这种效应在SSc成纤维细胞中同样观察到，LysoTracker染色证实这些细胞器为溶酶体。进一步评估显示，BMS-470539处理增加了SA-βGal和脂褐素积累，维持代谢活性，增大细胞尺寸，上调细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂CDKN1A(p21)和CDKN2A(p16)，出现双核细胞，并降低细胞增殖能力。

BMS-470539降低人真皮成纤维细胞的纤维化标志物

研究证实BMS-470539具有调节纤维化相关功能反应的潜力。α-平滑肌肌动蛋白(αSMA)是肌成纤维细胞分化的最重要标志物之一，与成纤维细胞收缩能力相关。在研究的SSc成纤维细胞中，平均约15%的细胞表现出显著的αSMA表达，经BMS-470539处理后这一比例降低近半(7.9%)。该化合物还显著降低了细胞迁移能力，并通过缺口闭合实验验证了这一效果。

特别值得注意的是，BMS-470539诱导的衰老样活动不促进衰老相关分泌表型(SASP)，反而导致炎症介质释放减少，特别是CCL2。这种效应与已知抗纤维化治疗药物吡非尼酮和尼达尼布相似。此外，从BMS-470539处理的衰老细胞获得的条件培养基不会在新鲜细胞上诱导进一步衰老，这表明其缺乏诱导次级衰老的能力。

BMS-470539处理成纤维细胞的转录组变化

通过全基因组转录组研究，研究人员获得了BMS-470539影响的细胞过程和功能的无偏倚概览。使用p<0.05和至少20%变化的筛选标准，发现1,896个单独转录本在BMS-470539处理的细胞中表达发生变化。最显著下调的基因是ACTA2（编码αSMA的基因），与蛋白质表达数据一致。

功能分类显示，在上调基因中，与溶酶体积累、代谢和胆固醇相关通路相关的细胞过程和通路高度富集。观察到与溶酶体活性和胆固醇代谢相关基因的上调表达，如低密度脂蛋白受体(LDLR)或溶酶体相关膜蛋白1(LAMP1)；编码SA-βGal的基因(GLBI)，金属蛋白酶(MMP2, MMP14)，和抗凋亡BCL相关基因(BCL2L, BOX)。

在下调基因中，与细胞分裂、凋亡、细胞迁移或整合素通路等过程相关的基因被富集。研究发现与TGFβ活性直接相关的基因一致下调，包括caldesmon(CALD1)、caveolae相关蛋白2(CAVIN2)、transgelin(TAGLN)和长链非编码RNA MIR503HG，这些均参与内皮-间质转化。还观察到生长分化因子6(GDF6)——一种TGFβ受体配体（也称为BMP13）——或编码转化生长因子β1诱导转录物1的基因TGFB1I1的下调表达。

其他与纤维化相关的下调基因包括与肌成纤维细胞收缩性相关的基因如ACTA2，以及其他如calponins(CNN1, CNN2)、myosins(MYL6, MYL9)和诱导透明质酸酶1(CEMIP)。多个参与细胞分裂的基因以及与成纤维细胞功能相关的基因如整合素(ITGA1, ITGA3)——参与细胞机械转导；钙结合蛋白S100A6——在纤维化中具有已知致病作用；编码纤溶酶原激活物抑制剂-1 PAI-1的基因(SERPINE1)——被认为是肌成纤维细胞标志物；以及促血管生成蛋白VEGFA等。LOXL1——一种参与胶原交联的酶，有助于组织僵硬——也被BMS-470539下调。

BMS-470539减轻小鼠博来霉素诱导的皮肤纤维化

为验证该分子在纤维性疾病中的转化潜力，研究团队在博来霉素诱导的小鼠皮肤纤维化模型中测试了BMS-470539。在纤维化已建立后（第15天）开始腹腔注射(i.p.)BMS-470539，接受PBS i.p.的小鼠作为对照。在第28天，通过H&E、Masson三色和天狼星红染色观察，博来霉素处理的小鼠出现明显的皮肤增厚，而BMS-470539治疗显著防止了这种情况。

皮内注射BMS-470539不诱导皮肤纤维化

为确定BMS-470539皮内注射是否能诱导皮肤纤维化，一组小鼠接受与博来霉素相同的给药方案。结果显示，i.d. BMS-470539处理的小鼠没有观察到皮肤增厚迹象或细胞浸润，这与博来霉素处理组明显不同。此外，博来霉素治疗引起循环系统的趋势性变化，包括红细胞和血红蛋白减少，以及循环中性粒细胞增加，而这些变化在i.d. BMS-470539处理的小鼠中不存在。

重要的是，对相关器官的组织病理学筛查未显示任何明显的形态学变化，表明连续给药BMS-470539两周没有毒性。

研究结论表明，BMS-470539的衰老样作用可通过防止成纤维细胞增殖和活化而在纤维化环境中产生益处，且没有典型促衰老药物带来的促炎性SASP毒性。该研究还强调了将成纤维细胞作为直接治疗靶点的重要性，以及探索多种疾病间共享致病机制的转化影响——在本研究中从关节炎到纤维化的转化应用。

一些方面仍有待了解，例如与senolytic药物联合使用是否会进一步增强BMS-470539的体内功效，源自MC1激动作用的抗炎作用如何贡献于疗效，或者BMS-470539的作用在成纤维细胞异质性背景下如何受影响。未来研究将解决这些重要问题，并有望揭示BMS-470539仍然难以捉摸的作用机制。

该研究的独特价值在于揭示了特定形式的细胞衰老可能具有治疗益处，特别是当它避免促炎症反应时。BMS-470539诱导的衰老样表型与传统的细胞衰老有着本质区别，它缺乏SASP且不诱导次级衰老，这为解决纤维化疾病提供了一种全新策略。同时，该研究展示了跨疾病靶向治疗的潜力，通过针对多种疾病共享的细胞机制——成纤维细胞的异常活化，为开发广谱治疗剂提供了新思路。

这项发表在《Arthritis Research & Therapy》上的研究不仅为纤维化疾病治疗提供了新的候选化合物，更重要的是提出了一个创新性的治疗理念：通过诱导一种改良的、非炎症性的衰老样状态来重置成纤维细胞行为，从而中断疾病进展。这种策略可能适用于多种由成纤维细胞异常活化驱动的疾病，包括类风湿关节炎、系统性硬化症和其他器官特异性纤维化疾病，具有重要的临床转化价值。