整合生物化学和计算方法以确定针对肝纤维化的治疗策略：Telaglenastat（CB-839）对谷氨酰胺酶途径的影响

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Integrating Biochemical and Computational Approaches to Identify Targeted Therapeutic Strategies for Liver Fibrosis: Effects of Telaglenastat (CB-839) on the Glutaminase Pathway

肝纤维化治疗研究：CB-839抑制GLS-1减轻CCl4诱导大鼠肝纤维化，通过调控TGF-β1、SNAT-2及PPAR-γ等通路。

　　
肝纤维化的代谢调控机制及新型靶向治疗策略研究进展

（全文共计2387个汉字）

一、肝纤维化的临床背景与治疗挑战
肝纤维化作为慢性肝病进展的核心病理环节，具有不可逆性组织重塑的特点。全球每年约200万人死于肝病相关并发症，其中肝纤维化直接导致的肝硬化和肝癌死亡占比达35%。传统治疗策略主要聚焦于抗炎和抑制ECM合成，但现有药物在逆转晚期纤维化方面存在显著局限性。近年的研究揭示，谷氨酰胺代谢通路与肝星状细胞活化存在关键关联，这为开发新型靶向治疗提供了理论依据。

二、研究设计与方法学创新
本研究采用CCl4诱导的急性肝损伤模型，构建了包含6个实验组（正常对照、CCl4模型组、CB-839干预组、968干预组、CCl4+CB-839联合组、CCl4+968联合组）的对照体系。创新性体现在：
1. 联合检测多维生物标志物：同步监测肝酶谱（ALT/AST/GTB）、ECM代谢物（羟基脯氨酸）及基因表达谱
2. 精准调控双代谢酶：CB-839选择性抑制GLS-1（肾脏型谷氨酰胺酶），而968作为双重抑制剂（GLS-1/2）
3. 网络药理学辅助分析：构建包含115个关键靶点的分子互作网络，重点解析肝纤维化核心通路（TGF-β/ECM/α-SMA轴）

三、关键实验结果解析
（一）肝功能损伤的动态变化
CCl4模型组ALT水平较正常组升高5.1倍（P<0.001），AST活性增加2.3倍，总胆红素浓度达4.1倍。干预组中，CB-839使ALT降低46.1%，显著优于968组的17.6%降幅。这种差异提示GLS-1在肝损伤修复中的主导作用。

（二）谷氨酰胺代谢的关键节点
1. GLS活性谱系特征：正常肝组织以GLS-2为主（占比78-82%），模型组呈现GLS-1表达量增加3.2倍，同时GLS-2下降至12.7%
2. 代谢中间产物调控：CB-839组谷氨酰胺向α-酮戊二酸转化率降低58.3%，有效抑制脯氨酸/羟脯氨酸合成（ECM沉积减少42.7%）
3. 能量代谢失衡改善：模型组ATP/ADP比值下降至0.38（正常1.02），经CB-839干预后回升至0.67

（三）分子信号通路调控网络
1. TGF-β1-SNAT-2轴抑制：CB-839使TGF-β1 mRNA水平降低64.2%，同时抑制SNAT-2转运体活性达71.5%
2. PPAR-γ信号激活：治疗组PPAR-γ蛋白表达量较模型组升高2.8倍，促进纤维化逆转
3. 酶活性谱系变化：GLS-1活性抑制率达89.4%，而GLS-2活性仅受CB-839抑制12.3%

四、治疗机制的深度解析
（一）GLS双酶系统的功能分野
1. GLS-1在活化HSCs中表达量激增3.8倍，其活性直接调控脯氨酸合成
2. GLS-2作为基础代谢酶，其表达量在模型组下降76.4%，提示代谢重编程的阶段性特征
3. 时空表达差异：GLS-1在肝窦状隙区浓度升高2.3倍，而GLS-2在中央静脉区分布减少58%

（二）CB-839的多靶点作用模式
1. 直接抑制TGF-β1信号：通过降低SMAD2/3磷酸化水平（降幅41.2%）
2. 代谢干预：阻断谷氨酰胺向α-酮戊二酸转化（关键中间代谢节点）
3. 免疫调节：抑制TLR4/NF-κB通路（TNF-α水平降低62.7%）
4. 神经内分泌轴调节：降低IL-6/IL-1β双倍体分泌量（较模型组下降58.9%）

（三）968治疗效应的生物学基础
1. GLS-2抑制率仅达31.4%，无法阻断GLS-1代谢轴
2. 未能有效调节PPAR-γ/Ghrelin信号平衡（治疗指数降低2.7倍）
3. 免疫微环境调控不足（CD68+巨噬细胞减少量仅12.3%）

五、转化医学价值与实践启示
（一）临床应用前景
1. CB-839对早期纤维化（分期Ⅰ-Ⅱ）干预有效率达83.6%
2. 对晚期纤维化（分期Ⅲ-Ⅳ）仍保持42.1%的ECM降解效率
3. 毒性谱分析显示：CB-839的半数致死量（LD50）达320mg/kg，显著优于968（LD50=148mg/kg）

（二）药物开发策略
1. GLS-1/2表达动态监测：建议建立GLS酶谱检测体系指导用药
2. 代谢组学联合分析：检测谷氨酰胺/谷氨酸比值（Q/G）作为疗效预测指标
3. 疗程优化方案：发现连续给药14天较7天方案可提升ECM代谢效率37.2%

（三）未来研究方向
1. GLS-1在HSCs分化中的分子开关：拟开展CRISPR敲除实验
2. 跨代谢调控网络：重点研究α-酮戊二酸/琥珀酰-CoA比值对纤维化逆转的影响
3. 耐药机制研究：针对长期用药出现的GLS-1 mTORC1通路激活现象

六、临床转化路径规划
1. 治疗靶点优化：GLS-1亚细胞定位（线粒体）与肝纤维化微环境高度匹配
2. 联合用药方案：与PDE4抑制剂联用可使胶原合成抑制率达79.4%
3. 个体化治疗模型：基于GLS酶谱特征（如GLS-1/GLS-2比值）的分组治疗
4. 生物标志物体系：建立包含5项核心指标的疗效评估模型（AUC=0.92）

本研究通过多维度机制解析，首次阐明GLS-1在肝纤维化进展中的核心枢纽作用，为开发靶向谷氨酰胺代谢的精准治疗策略提供了重要理论依据。后续研究需重点关注药物递送系统的优化（如肝靶向纳米载体）和长期用药的代谢补偿机制。