Mefunidone通过靶向SDH调控促纤维化巨噬细胞表型治疗肺纤维化的机制研究

推荐：本研究针对特发性肺纤维化(IPF)缺乏有效治疗药物的临床难题，揭示了新型化合物Mefunidone(MFD)通过靶向琥珀酸脱氢酶(SDH)抑制琥珀酸积累，调控MMP12+CCL2+促纤维化巨噬细胞表型转化的作用机制。研究人员综合运用单细胞测序、DARTS靶点鉴定等技术，首次阐明MFD通过SDH-GPR91通路干预巨噬细胞代谢重编程，为IPF治疗提供了新靶点和候选药物。

　　

肺纤维化是一种以细胞外基质过度沉积为特征的致命性疾病，特发性肺纤维化(IPF)患者中位生存期仅3年。尽管现有药物吡非尼酮(PFD)和尼达尼布可延缓疾病进展，但存在疗效有限、副作用明显等问题，临床使用率不足15%。更关键的是，IPF发病机制尚未完全阐明，导致靶向药物开发陷入瓶颈。近年来研究发现，促纤维化巨噬细胞(PMs)在肺纤维化中发挥核心作用，而代谢重编程尤其是琥珀酸-SDH轴可能调控巨噬细胞表型转化，这为开发新型抗纤维化药物提供了突破口。

中南大学研究团队基于前期开发的抗纤维化候选药物Mefunidone(MFD)，通过系统性研究首次揭示其通过靶向线粒体关键酶SDH调控巨噬细胞代谢的分子机制。研究人员采用博来霉素(BLM)诱导的小鼠肺纤维化模型，结合单细胞RNA测序、药物靶点稳定性分析(DARTS)、计算机辅助药物设计等技术，发现MFD能特异性结合SDH并抑制其酶活性，降低琥珀酸水平。动物实验显示，MFD治疗显著减少肺组织胶原沉积和羟脯氨酸含量，同时降低肺泡灌洗液中CCL2浓度。

关键技术方法包括：BLM诱导的小鼠肺纤维化模型构建；DARTS联合质谱技术鉴定药物靶点；单细胞RNA测序分析巨噬细胞亚群；GPR91基因敲除小鼠验证琥珀酸受体功能；Transwell共培养系统评估巨噬细胞-成纤维细胞互作。

研究结果部分：

1. MFD改善BLM诱导的肺纤维化：病理染色显示MFD组炎症浸润和胶原沉积显著减少，Western blot证实胶原I、α-SMA等纤维化标志物表达下调。
2. MFD靶向结合SDH：DARTS实验和分子对接模拟证实MFD与SDH的α亚基结合，干扰其与FAD的氢键相互作用。
3. MFD调控琥珀酸代谢：细胞实验显示MFD抑制SDH酶活性，减少BLM刺激后MLE-12细胞琥珀酸分泌。
4. 单细胞测序发现巨噬细胞亚群变化：鉴定出高表达MMP12和CCL2的Type 3促纤维化巨噬细胞，MFD处理使其比例显著降低。
5. 琥珀酸通过GPR91诱导巨噬细胞表型转化：GPR91敲除实验证实琥珀酸依赖该受体激活MMP12⁺CCL2⁺表型。
6. 促纤维化巨噬细胞激活成纤维细胞：共培养实验显示琥珀酸处理的巨噬细胞可上调成纤维细胞α-SMA和胶原I表达。

该研究首次阐明MFD通过SDH-琥珀酸-GPR91轴调控巨噬细胞代谢重编程的治疗机制，不仅为IPF提供了新的治疗策略，还揭示了代谢干预在纤维化疾病中的重要作用。特别值得注意的是，研究发现IPF患者肺组织SDH表达显著升高，且外周血琥珀酸水平与预后相关，这为开发基于代谢标志物的诊疗方案提供了依据。尽管研究存在临床数据缺乏等局限，但其通过整合计算生物学、单细胞组学和经典药理学方法，为抗纤维化药物研发建立了可借鉴的研究范式。论文发表于《International Immunopharmacology》，通讯作者为中南大学Jie Meng教授团队。