MPT0E028（一种泛组蛋白去乙酰化酶（pan-HDAC）抑制剂）通过ATM/AMPK/FoxO1通路促进AT2向AT1分化改善博来霉素诱导的肺纤维化

《Journal of Biomedical Science》：MPT0E028, a pan-HDAC inhibitor, ameliorates bleomycin-induced pulmonary fibrosis by promoting AT2-to-AT1 differentiation through the ATM/AMPK/FoxO1 pathway

　　

肺泡上皮持续损伤与再生障碍是肺纤维化发病的关键驱动因素。在特发性肺纤维化（IPF）中，Ⅱ型肺泡上皮细胞（AT2）无法完全分化为Ⅰ型肺泡上皮细胞（AT1），而滞留于过渡态。组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂是肺纤维化的潜在治疗药物。本研究探讨泛HDAC抑制剂MPT0E028是否通过在博来霉素（BLM）诱导小鼠肺纤维化的治疗模型中促进AT2-to-AT1分化发挥改善作用。研究人员在治疗模型中评估MPT0E028对纤维化评分、成纤维蛋白（结缔组织生长因子（CTGF）、Ⅰ型胶原、纤连蛋白、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA））及AT1标记（T1α、水通道蛋白5（AQP5））、AT2标记（表面活性蛋白C（SPC））和肺泡上皮过渡细胞标记（角蛋白8（KRT8））表达的影响；并在小鼠AT2细胞（MLE-12）中检测ATM/AMPK/FoxO1信号在MPT0E028诱导T1α表达中的作用。结果显示，MPT0E028显著降低了纤维化评分，抑制CTGF、胶原Ⅰ、纤连蛋白和α-SMA表达，改善肺功能；在肺组织中增强T1α和AQP5、降低SPC和KRT8；在MLE-12和人原代AT2细胞中随时间上调T1α/AQP5、下调SPC。FoxO1抑制剂AS1842856和FoxO1 siRNA抑制该效应（FoxO3 siRNA无影响），并抑制T1α启动子荧光素酶活性；MPT0E028诱导FoxO1丝氨酸磷酸化、增加其向T1α启动子招募。AMPK抑制剂Compound C和AMPK siRNA抑制T1α表达并阻断FoxO1招募；MPT0E028诱导AMPK磷酸化及ATM乙酰化/磷酸化；ATM siRNA抑制T1α表达、AMPK/FoxO1磷酸化、FoxO1招募与转录活性。结论：MPT0E028是首个被证实通过激活ATM乙酰化介导的AMPK/FoxO1信号诱导AT2-to-AT1分化的泛HDAC抑制剂，在BLM治疗后给药可有效改善肺纤维化，具IPF治疗潜力。

研究背景方面，特发性肺纤维化（IPF）预后差、死亡率高，现有抗纤维化药（吡非尼酮、尼达尼布）仅延缓进展且不良反应明显，无法恢复肺功能。肺泡上皮反复损伤后Ⅱ型肺泡上皮细胞（AT2）向Ⅰ型（AT1）分化受阻、滞留过渡态被认为是核心病理机制之一；促进AT2-to-AT1再上皮化是纤维化消退的关键环节。泛HDAC抑制剂MPT0E028既往被报道可抑制淋巴瘤与结直肠癌增殖，并在预处理模型中通过MKP-1乙酰化抑制CTGF减轻BLM肺纤维化，但其能否在治疗期给药、并通过ATM/AMPK/FoxO1通路促进肺泡上皮分化尚未明确。研究人员因此在BLM诱导小鼠肺纤维化治疗模型（第10天起口服给药至第31天）中评价MPT0E028疗效，并在MLE-12及人原代AT2细胞中解析分子机制，论文发表于《Journal of Biomedical Science》。

主要关键技术方法包括：建立C57BL/6小鼠BLM气管内诱导肺纤维化治疗模型（设空白、BLM对照、MPT0E028 25/50/100 mg/kg、阳性药吡非尼酮200 mg/kg、尼达尼布60 mg/kg组，第10–31天口服）；体外采用小鼠AT2系MLE-12与人肺原代AT2细胞进行时间点处理；运用Western blotting、免疫荧光（IF）、免疫组化（IHC）、染色质免疫沉淀（ChIP）、荧光素酶报告基因、免疫沉淀（IP）及特异性siRNA敲低（ATM/AMPK/FoxO1/FoxO3）和药理抑制剂（KU-60019、Compound C、AS1842856）阻断验证信号级联；体内结合Masson染色、Ashcroft评分与Flexivent肺功能检测（顺应性、弹性、气道阻力、FEV_0.1）。

研究结果如下。MPT0E028 attenuated pulmonary fibrosis and fibrogenic protein expression in a therapeutic model of BLM-induced pulmonary fibrosis in mice：体内H&E、Masson三色与IHC显示MPT0E028（25–100 mg/kg）剂量依赖降低纤维化评分（100 mg/kg抑制率67.3%，媲美尼达尼布57.0%与吡非尼酮26.2%），下调CTGF、胶原Ⅰ、纤连蛋白、α-SMA蛋白水平。MPT0E028 enhanced lung function in a therapeutic model of BLM-induced pulmonary fibrosis in mice：肺功能测试表明其逆转BLM所致的顺应性下降与弹性/气道阻力升高，恢复FEV_0.1。MPT0E028 promoted AT2-to-AT1 cell differentiation in a therapeutic model of BLM-induced pulmonary fibrosis, mouse AT2 cell line (MLE-12) and human primary AT2 cells：肺组织IHC中T1α/AQP5上升、SPC/KRT8下降；MLE-12中0.3 μM MPT0E028 8–48 h时空上调T1α/AQP5、下调SPC，IF与T1α-luc一致；人原代AT2细胞重现该分化趋势；另证SAHA亦有类似作用。FoxO1 mediated MPT0E028-induced T1α expression in MLE-12 cells：FoxO1 siRNA与AS1842856阻断T1α表达及启动子荧光素酶活性，FoxO3 siRNA无效；MPT0E028峰值60 min诱导FoxO1丝氨酸磷酸化，增加FoxO1在T1α启动子富集及FoxO1-luc活性。AMPK activation mediates MPT0E028-induced T1α expression：Compound C与AMPK siRNA抑制T1α表达，且Compound C阻断FoxO1向T1α启动子招募；MPT0E028于10–60 min诱导AMPK Thr¹⁷²磷酸化。MPT0E028 enhanced ATM acetylation and activation to induce T1α expression in MLE-12 cells：KU-60019与ATM siRNA抑制T1α表达；MPT0E028 30 min峰值促ATM赖氨酸乙酰化及Ser¹⁹⁸¹磷酸化；ATM缺失阻断下游AMPK磷酸化、FoxO1磷酸化、启动子招募与FoxO1-luc活性。MPT0E028 enhanced FoxO1 phosphorylation in AT2 cells in a therapeutic model of BLM-induced pulmonary fibrosis in mice：肺切片IF证实MPT0E028剂量依赖增强SPC⁺ AT2细胞内FoxO1与磷酸丝氨酸共定位，即体内AT2中FoxO1磷酸化激活。

讨论部分总结：研究人员指出MPT0E028在治疗窗口（BLM后第10天起）兼具抑成纤维蛋白与促AT2-to-AT1分化双重效应，疗效不劣于阳性对照；该分化伴随KRT8⁺过渡态细胞减少，推动其向成熟AT1演进；机制上首次将泛HDAC抑制剂与非组蛋白ATM乙酰化相联——MPT0E028阻HDAC致ATM Lys乙酰化，驱动Ser¹⁹⁸¹自磷酸化，活化ATM→AMPK(Thr¹⁷²)→FoxO1(Ser磷酸化)→T1α转录轴，与既往MKP-1乙酰化抑CTGF通路互补。讨论也承认局限：纤维化消退还涉肌成纤维细胞清除与ECM降解，未在此完全解析。

结论部分翻译：MPT0E028是首个被证实通过激活ATM乙酰化介导的AMPK/FoxO1信号、在BLM诱导小鼠肺纤维化治疗模型中诱导AT2-to-AT1分化的泛HDAC抑制剂。BLM攻击后给予MPT0E028通过抑制成纤维蛋白表达并促进AT2-to-AT1细胞分化，有效改善肺纤维化，提示其作为IPF治疗药物的潜力。