RUNX2抑制剂CADD522改善绝经后骨丢失的骨微结构及脂质代谢

《npj Drug Discovery》：RUNX2 inhibitor CADD522 improves bone microarchitecture and lipid metabolism in post-menopausal bone loss

　　

骨质疏松症是年龄相关疾病发病的主要原因之一，但现有的抗骨吸收和合成代谢（anabolic）疗法仍受安全性问题、禁忌症和长期依从性不佳的限制。CADD522是一种正在开发用于癌症治疗的RUNX2转录因子小分子抑制剂。本研究探讨了RUNX2抑制是否能够预防绝经后骨丢失。在去卵巢（OVX）诱导的小鼠模型中，CADD522（25 mg/kg，每周三次，持续8周）增强了骨形成，保持了骨小梁微结构，并减少了骨髓和外周脂肪堆积。跨物种药代动力学（PK）和毒理学研究显示，尽管系统清除较快，该化合物仍具有口服生物利用度、良好的短期耐受性和靶点结合；细胞热转移分析（CETSA）确证了其与RUNX2的直接结合。综上所述，这些发现将RUNX2抑制确定为一种同时改善骨骼完整性和代谢稳态的治疗策略，支持CADD522在骨质疏松症及其他RUNX2驱动疾病中的进一步开发。

骨质疏松症是以骨量减少、骨结构退化和骨折风险升高为主要特征的代谢性骨病，在50岁以上人群中影响约三分之一的女性和五分之一的男性。现有抗骨吸收药物如双膦酸盐、地诺单抗以及促骨形成药物如特立帕肽、阿巴洛肽虽能降低骨折风险，但存在非典型股骨骨折、颌骨坏死、注射负担或心血管安全性等问题，长期依从性受限。因此，临床上仍需要作用机制不同且副作用更少的新疗法。研究人员基于肿瘤研究中CADD522（RUNX2小分子抑制剂）对癌性骨病的保护作用，提出RUNX2抑制可能用于绝经后骨丢失的假设，并在《npj Drug Discovery》报告了该临床前研究。

该研究在去卵巢（OVX）小鼠模型中给予CADD522（25 mg/kg，腹腔注射，每周三次，共8周），以假手术和溶剂处理为对照，从骨微结构、骨转换标志物、脂肪代谢、药代动力学、毒理学和靶点结合等方面评估其疗效。结果显示，CADD522能够增强骨形成、保留骨小梁微结构，同时减少外周和骨髓脂肪堆积，并选择性地重塑脂质代谢谱。跨物种药代动力学和毒理学研究显示其具有口服生物利用度和良好的短期耐受性，细胞热转移分析证实其直接结合RUNX2。这些结果支持CADD522作为骨质疏松症及其他RUNX2驱动疾病的候选治疗药物。

主要技术方法包括：采用5周龄雌性C57BL/6J小鼠进行假手术或OVX造模，CADD522组与溶剂组各n=8；运用微型计算机断层扫描（μ-CT）评估胫骨骨微结构，ELISA检测血浆I型原胶原N端前肽（P1NP）和I型胶原C端交联肽（βCTX），TRAP与H&E染色观察破骨细胞和骨髓脂肪；对每组3只小鼠脑组织进行脂肪酸谱分析；在小鼠、大鼠和犬中进行体内PK与耐受性研究，LC-MS/MS定量；利用多个物种肝微粒体比较代谢稳定性（人肝微粒体来自Discovery Life Sciences）；采用CETSA验证RUNX2结合，结合结构类似物和球体实验评估结构-活性关系。

研究结果如下：

**CADD522在野生型对照和去卵巢（OVX）小鼠中改善骨微结构。**μ-CT分析显示，CADD522增加野生型和OVX小鼠的骨体积，并使OVX-CADD522小鼠骨表面密度升高；骨小梁数量维持在对照组水平，而骨小梁厚度无显著变化。血浆骨形成标志物P1NP升高，骨吸收标志物βCTX不变，表明其作用偏向促进骨形成而非抑制骨吸收。TRAP染色发现，OVX溶剂组破骨细胞稀少、骨髓脂肪增多，而OVX-CADD522组多核破骨细胞沿骨小梁表面更连续分布，提示骨重塑模式发生改变。

**CADD522减少OVX小鼠脂肪组织并改善脂质代谢。**CADD522降低OVX小鼠体重且不影响食欲，减少双侧腹股沟脂肪垫重量、骨髓脂肪细胞沉积和肩胛上白色脂肪组织，且未激活棕色脂肪的UCP1。脑组织脂质组学显示，CADD522主要重塑磷脂组分中的长链饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸，显著降低花生酸、二十二烷酸和木蜡酸，升高棕榈油酸和异油酸，并使芥酸和神经酸趋于恢复；对n-3多不饱和脂肪酸（PUFA）及二十二碳六烯酸（DHA）影响较小。

**CADD522的药代动力学（PK）、耐受性及比较肝代谢。**在CD-1小鼠中，单次口服40 mg/kg后达峰浓度（C_max）约184 μM，半衰期约1 h；连续8天高剂量口服仅引起轻度白细胞减少及碱性磷酸酶和胆固醇轻度升高。在大鼠和犬中，静脉给药暴露较低、清除快；口服给药增加暴露并延长半衰期，犬口服生物利用度为67.5%。肝微粒体实验显示，CADD522在啮齿类中代谢快，在更高等物种中较稳定，在人肝微粒体中稳定性最高。

**CADD522与RUNX2结合及结构-功能类似物。**CETSA证实CADD522与RUNX2直接结合，EC₅₀约为116 nM，并可剂量依赖地稳定RUNX2。结构类似物分析显示，碳-4位的大体积弱吸电子基团对活性至关重要；在表达RUNX2的TWIST2+细胞球体中，CADD522和活性类似物抑制生长，而RUNX2阴性PHMLEB细胞不受影响，支持靶点特异性。

讨论部分指出，RUNX2是成骨细胞分化和骨骼发育的主要调控因子，其药理学抑制改善骨结构看似与传统认知相悖，但转录因子在发育期和成熟组织中的作用可能不同；在成年骨骼中，RUNX2可能参与病理性骨重塑，CADD522通过恢复骨形成与骨吸收的偶联而非单纯抑制骨吸收来保护骨骼。CADD522同时改善脂肪和脂质代谢，且不依赖UCP1介导的产热，提示RUNX2抑制可部分逆转绝经相关的代谢改变。研究者认为，快速全身清除是后续开发的主要挑战，但人肝微粒体代谢稳定性提示啮齿类PK可能低估人体内的持久性；未来需开展长期骨强度与骨折风险研究，明确下游转录程序，并通过药物化学优化或缓释、骨靶向递送策略提高暴露量。

研究结论：总之，本研究发现RUNX2抑制在保护绝经后骨丢失的同时改善全身代谢稳态，揭示了一个此前未被充分认识的作用。通过整合疗效、脂质组学、药代动力学、毒理学和直接靶点结合证据，该研究为CADD522的进一步开发建立了转化框架，并将RUNX2确定为成体骨骼和代谢适应的可成药调控因子。