《Biomolecules》：HSP90 Inhibitor, AT13387 Mitigates Chronic Lung Injury in Pre-Pubertal Mice: A Therapeutic Axis in Bronchopulmonary Dysplasia
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接触盐酸（HCl）可诱发严重的慢性肺损伤。儿童因其气道更狭窄、呼吸频率更高及炎症反应更强而尤其易感；然而，目前尚无针对儿童人群盐酸致慢性肺损伤的应对措施。研究人员先前已证明，HSP90参与青春期前（p24）小鼠盐酸诱导的肺损伤，这些小鼠较成年小鼠出现更强的持续
接触盐酸（HCl）可诱发严重的慢性肺损伤。儿童因其气道更狭窄、呼吸频率更高及炎症反应更强而尤其易感；然而，目前尚无针对儿童人群盐酸致慢性肺损伤的应对措施。研究人员先前已证明，HSP90参与青春期前（p24）小鼠盐酸诱导的肺损伤，这些小鼠较成年小鼠出现更强的持续性炎症及更高的NLRP3炎症小体活化，但肺纤维化程度较低。本研究检验了如下假说：在盐酸滴注后24小时开始皮下给予第二代HSP90抑制剂AT13387（Onalespib）进行后处理，可预防年轻（p24）C57BL/6J小鼠盐酸诱导的慢性肺损伤和肺纤维化。青春期前（p24）C57BL/6J小鼠接受单次气管内滴注0.1 N盐酸，并在暴露后24小时开始接受AT13387治疗（10 mg/kg，皮下注射，每周3次，持续30天）。研究进行了支气管肺泡灌洗液（BALF）分析、肺功能测定、组织学评估（Ashcroft纤维化评分）以及关键信号介质蛋白质印迹分析。此外，研究人员分析了一个公开可用的单核RNA测序（snRNA-Seq）数据集，该数据集来自13名支气管肺发育不良（BPD）婴儿和11名年龄匹配对照者，以评估HSP90亚型在人类儿科肺病中的表达。AT13387显著降低了BALF白细胞浓度，但不影响BALF总蛋白水平。重要的是，AT13387在30天观察期内未损害正常体重增长或发育。AT13387消除了盐酸诱导的TGF-β1表达、HSP90、ERK1/2、SMAD2、IκBα磷酸化以及NLRP3炎症小体的上调。此外，AT13387阻止了肺功能动力学变化并降低了Ashcroft纤维化评分。对人类snRNA-Seq BPD数据集的分析显示，所有三种HSP90亚型，即HSP90AA1、HSP90AB1和HSP90B1，均出现广泛的泛过表达。这些发现表明，HSP90抑制剂AT13387在临床前儿科模型中针对盐酸诱导的慢性肺损伤和肺纤维化表现出强效解毒特性，并确定HSP90是儿科慢性肺病中一个保守的治疗靶点。
论文发表于《Biomolecules》。该研究聚焦盐酸（HCl）吸入所致的慢性肺损伤。盐酸是工业化应用极广的高危化学品，儿童因气道窄、呼吸频率高、单位体重肺表面积大且炎症反应更强，暴露后损伤往往更重，但目前尚无针对儿科人群的防治措施。研究人员此前发现，青春期前（p24）小鼠在盐酸暴露后表现出较成年人更强的持续性炎症、更高的NLRP3炎症小体活化，但纤维化程度较轻，且HSP90参与该过程。HSP90是维持多条炎症与纤维化信号通路的分子伴侣，其抑制剂可优先结合活化的磷酸化形式。AT13387是第二代高选择性HSP90抑制剂，安全性较好，可在皮下给药，并已在儿科肿瘤临床试验中显示可接受的安全性。为验证治疗性干预假说，研究人员在p24小鼠盐酸暴露后24小时开始给予AT13387，持续30天，评估其能否阻断慢性肺损伤与纤维化而不干扰正常生长发育；同时利用人类支气管肺发育不良（BPD）单核RNA测序（snRNA-Seq）数据，评估HSP90各亚型在儿科慢性肺病中的表达，以增强临床转化依据。
研究人员采用雄性p24 C57BL/6J小鼠，随机分为生理盐水组、盐酸组和盐酸+AT13387组。通过气管内单次滴注0.1 N盐酸（2 μL/g体重）造模，AT13387（10 mg/kg，皮下注射，每周3次）在染毒后24小时开始给予并持续30天。主要方法包括：支气管肺泡灌洗液（BALF）白细胞计数和总蛋白测定；FlexiVent小动物肺功能仪检测压力-容积曲线、气道阻力、弹性等参数；H&E和Masson三色染色及Ashcroft纤维化评分；蛋白质印迹检测磷酸化HSP90、IκBα、SMAD2/3、ERK1/2及NLRP3；实时定量PCR检测TGF-β1、胶原1α2和纤连蛋白mRNA。此外，研究人员分析了来自13名BPD婴儿和11名年龄匹配对照者的公开人类snRNA-Seq肺细胞图谱（Sun和Pryhuber数据集），观察HSP90AA1、HSP90AB1和HSP90B1三种亚型的表达分布。
**3.1 AT13387减轻盐酸诱导的肺泡炎症且不影响体重增长**：盐酸组小鼠在染毒后第13天起体重增长显著低于生理盐水组并持续至第30天；AT13387治疗组体重轨迹与生理盐水组相近。BALF分析显示，盐酸使总白细胞计数显著升高，AT13387可显著降低白细胞计数；两组间BALF总蛋白水平无统计学差异，提示AT13387主要减轻细胞性炎症。
**3.2 AT13387消除盐酸诱导的促纤维化和促炎信号通路激活**：蛋白质印迹和RT-PCR结果显示，盐酸显著增加磷酸化HSP90、磷酸化IκBα、NLRP3、TGF-β1 mRNA、磷酸化SMAD2和磷酸化ERK1/2水平；AT13387治疗可显著逆转上述改变，说明药物在体内有效靶向HSP90并同时抑制下游促纤维化与促炎级联。
**3.3 AT13387预防盐酸诱导的慢性肺功能障碍**：肺功能检测显示，盐酸组压力-容积曲线显著下移，总呼吸阻力、牛顿阻力和弹性均显著增加，提示肺顺应性下降及气道阻力升高；AT13387治疗改善了压力-容积曲线下移，并阻止了阻力和弹性的升高，但对组织阻尼和组织弹性无显著影响，表明其对大气道功能保护更明显。
**3.4 AT13387减轻盐酸诱导的肺纤维化**：组织学显示盐酸组肺泡间隔增厚、细胞浸润和胶原沉积明显；AT13387治疗组肺泡结构保留较好，胶原沉积明显减少。Ashcroft纤维化评分在盐酸组显著升高，AT13387治疗后显著降低。同时，胶原1α2和纤连蛋白mRNA表达在盐酸组显著升高，而AT13387可显著下调这两个细胞外基质沉积标志物。
**3.5 BPD婴儿肺组织中HSP90各亚型广泛过表达**：人类snRNA-Seq数据分析显示，在BPD患儿肺组织中，HSP90AA1、HSP90AB1和HSP90B1三种HSP90亚型在上皮细胞、间充质细胞、内皮细胞和免疫细胞等几乎所有细胞群体中均呈广泛高表达，提示HSP90系统在BPD中存在全细胞性激活，为在儿科慢性肺病中靶向HSP90提供了直接的人类转化证据。
讨论部分指出，HSP90可同时稳定TGF-β受体及其下游ERK和SMAD、促进NF-κB核转位并活化NLRP3炎症小体。AT13387通过多靶点抑制同时阻断促纤维化和促炎通路。与成年动物不同，p24小鼠中未观察到显著的SMAD3磷酸化，提示发育期肺脏中TGF-β信号通路的经典与非经典分支贡献不同，这可能解释幼年动物以炎症为主、纤维化较轻的表型。AT13387几乎完全抑制NLRP3，对以炎症反应为主的幼年动物可能尤其有利，且未出现糖皮质激素常见的生长抑制副作用。BPD发病与TGF-β轴失调密切相关，而HSP90在BPD肺组织中的泛亚型、泛细胞过表达进一步说明HSP90抑制剂可能对BPD有治疗潜力。研究局限性包括仅观察30天单一时点、只用雄性小鼠、未与糖皮质激素直接比较、未进行详细药代动力学/药效学分析，以及手术损耗导致样本量偏小而统计效力受限。
研究结论可概括为：本研究表明，在盐酸滴注后24小时开始皮下给予HSP90抑制剂AT13387，可预防青春期前（p24）小鼠慢性肺损伤和肺纤维化的发展。AT13387全面阻断了盐酸诱导的TGF-β/ERK/SMAD信号、NF-κB/IκBα激活、HSP90磷酸化和NLRP3炎症小体上调，且未损害正常体重增加。在BPD婴儿肺组织中观察到所有三种HSP90亚型广泛过表达，提供了直接的人体转化证据，表明HSP90是儿科慢性肺病中保守的治疗靶点。这些发现支持进一步开发HSP90抑制剂作为儿童盐酸诱导慢性肺损伤的应对措施，并可能成为BPD的一种新型治疗策略，而这种破坏性疾病目前尚无针对性药物治疗。
