新型化合物PICCS提升低温保存细胞活力并减轻大鼠肺缺血-再灌注损伤

本研究针对器官移植中低温保存导致的细胞损伤问题，通过结构优化合成新型化合物PICCS，结合体外筛选系统验证其对血管内皮细胞和气道上皮细胞的保护作用。研究发现PICCS-3能抑制凋亡信号（cleaved caspase-3），并在大鼠肺移植模型中显著改善氧合功能（PaO2/FiO2）、降低肺水肿（W/D）和中性粒细胞浸润（MPO），为临床延长供肺保存时间提供了潜在解决方案。

　　

论文解读

器官移植是挽救终末期疾病患者生命的重要手段，但供体器官在低温保存过程中的细胞损伤始终是制约移植成功率的关键瓶颈。以肺移植为例，超过8小时的冷缺血时间会显著加重移植后缺血-再灌注损伤（Ischemia-Reperfusion Injury, IRI），导致肺泡出血、中性粒细胞浸润和肺功能衰竭。尽管现有保存液如Perfadex?已在临床广泛应用，但如何通过添加剂延长器官保存窗口期仍是亟待解决的难题。

日本京都大学医院胸外科Yuhei Yokoyama团队基于前期发现的S1P受体3拮抗剂TY52156（具有心脏保护作用），通过结构优化设计出18种新型化合物，并建立双细胞（血管内皮细胞HUEhT-2和气道上皮细胞HBEpC）体外筛选模型，最终鉴定出能同步保护两类细胞的PICCS系列化合物。研究证实，添加PICCS-3的保存液不仅提升细胞存活率至对照组的3倍（pEC₅₀显著优于TY52156），还能通过抑制caspase-3剪切体形成阻断凋亡通路，在大鼠肺移植模型中使氧合指数提升2倍、肺湿干重比（W/D）降低25%，相关成果发表于《Scientific Reports》。

关键技术方法
研究采用化合物结构优化合成、体外双细胞（HUEhT-2/HBEpC）4天低温（4°C）保存-复温模型、LDH细胞毒性检测、Western blot分析凋亡标志物cleaved caspase-3，以及大鼠左肺原位移植模型（6小时冷缺血+2小时再灌注），通过血气分析（PaO₂/FiO₂）、呼吸力学（flexiVent系统）和组织学（HPF计数中性粒细胞）评估效果。

研究结果

化合物筛选与优化
通过pEC₅₀值比较发现，TYn4Cl-B（PICCS-3）对血管内皮细胞的保护效力较TY52156提升50%（p<0.01），且100 μM浓度下无LDH释放（图1D）。在气道上皮细胞中，PICCS-3（100 nM）使4天低温保存后的存活率从10%提升至60%（图2B）。

凋亡信号抑制机制
Western blot显示，PICCS-3处理6小时即可显著减少NHBE细胞中cleaved caspase-3表达（图3C），而血管内皮细胞未见该现象，提示细胞类型特异性保护机制。

动物模型验证
添加2 μM PICCS-3的Perfadex?溶液使移植肺氧分压（PaO₂）达350 mmHg（对照组仅150 mmHg），动态肺顺应性改善40%（图4C-F）。组织学显示肺泡出血和中性粒细胞浸润（MPO⁺细胞/HPF）减少70%（图5D,H）。

结论与意义
该研究首次通过表型筛选策略开发出兼具内皮和上皮保护作用的PICCS化合物，其非S1P受体依赖的作用机制（Supplementary Fig. S4）为器官保存提供了新靶点。PICCS-3的溶解性和低毒性（Supplementary Fig. S6）使其具备临床转化潜力，未来或可突破肺移植8小时缺血时间限制，扩大供体库。研究建立的“结构优化-双细胞筛选-机制验证-动物模型”标准化流程，为其他器官保存液开发提供了范式。