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关于NHPs模型中的肝靶向线粒体解偶联的问答

2020-04-28

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耶鲁大学医学院博士后研究员Leigh Goedeke博士在近期举办的脂肪性肝病网络研讨会上受到大家的广泛关注,同时也收到了很多研究学者的关于肝靶向线粒体解偶联的提问,本文Leigh Goedeke博士将与我们一起共同探讨一下最受关注的10个问题。

1. 解偶联剂靶向肝脏的作用机制是什么?是否对其他组织的线粒体有影响?

经口服给药后,控释线粒体质子载体 (CRMP) 通过首过代谢作用靶向肝脏。虽然目前我们尚未在NHP模型中评估CRMP的组织分布,但是我们已经测量了啮齿类肥胖模型的多个组织中的解偶联剂。研究发现CRMP的活性部分(DNP水平),不会提高肌肉、肾脏、心脏及大脑中线粒体氧化相对速率。

2. 您以前曾提到过CRMP可以提高啮齿动物的肝脂肪氧化和胰岛素敏感性。请问您在哪些动物模型上进行了测试和验证?

我们在数种饮食诱导和遗传性啮齿动物肥胖模型中进行过实验,均发现CRMP可以增加肝脏脂肪氧化,降低肝脏脂肪含量和提高胰岛素敏感度。经过1-12周的治疗, CMPR可明显降低高脂诱导的大鼠和小鼠的肝脂肪含量并提升胰岛素敏感性。此外,我们还发现,14天的 CRMP治疗可提高ZDF大鼠的胰岛素敏感度。

我们也在重度脂肪代谢障碍的小鼠模型(fatless A-ZIP/F1 小鼠)上做了相关研究。研究结果显示CRMP治疗逆转了fatless A-ZIP/F1 小鼠的胰岛素抵抗、肝脏炎症及糖尿病。关于NASH方面,CRMP治疗能够减少蛋氨酸/胆碱缺乏饮食(MCD)诱导的肝纤维化小鼠的肝纤维化程度和肝脏炎症。

3. CRMP治疗对脂肪代谢和脂肪细胞功能/细胞大小/炎症有何影响?

通过使用稳定同位素示踪法, 我们在几种肥胖的啮齿动物模型中评估了CRMP对全身脂解速率的影响,发现在胰岛素介导的脂解抑制方面没有显著差异。我们尚未评估CRMP对脂肪细胞大小和/或炎症的影响。

4. 为什么所筛选的部分肥胖NHPs的肝甘油三酯水平较低?

首先,我们所筛选的NHPs的年龄范围比较大,在9-27岁之间。随着动物年龄的增加,肝TG的含量会逐渐增多。其次,我们本次筛选的标准,更多的是依据于数个代谢参数,未进行肝活检进行肝脏TG的测量,所以会出现部分NHPs肝甘油三酯水平低一些。

值得注意的是,在已经完成的实验中,我们使用的是自发型肥胖动物模型。我们还将继续与中美冠科合作,建立饮食诱导的NAFLD/NASH NHPs模型,并有望在该模型中测试CRMP的治疗效果。

5. 所使用的NHPs是否有NASH、大泡性脂肪变、细胞凋亡(气球样变)、炎症、纤维化的组织学证据?

我们对一组代谢异常的NHPs进行了肝脏组织学检查,发现大多数NHPs仅进展为轻度脂肪变性,几乎没有气球样变、炎症和纤维化。

6. 您的报告提到了CRMP可使血浆低密度胆固醇水平降低30%。请问这发生的作用机制是什么?

先前的研究表明,线粒体解偶联可以降低细胞内ATP浓度,从而增加ADP/ATP比例并激活AMPK。因此,长期CRMP治疗可能通过激活AMPK、磷酸化和抑制HMGCR(胆固醇生物合成限速酶)以及上调SREBP2应答基因LDLR的肝表达来降低循环LDL-C水平。

此外,CRMP也可能通过减少肝乙酰辅酶A含量和胆固醇生物合成来激活SREBP2通路。我们发现6 周的CRMP治疗可以降低脂质紊乱的NHPs的20% 肝乙酰辅酶A含量,表明CRMP可能通过这种机制降低了血浆LDL-C水平。

7. 在许多临床前模型中已证明线粒体解偶联剂可减少ROS的产成。在NHPs中有类似的发现吗?

我们主要观察了氧化应激的两个标志物,肝GSH/GSSH比值和蛋白质羰基化。在NHPs模型中,CRMP治疗在一定程度上倾向于降低这些氧化应激标志物,但这种差异没有统计学意义。

8. CRMP治疗没有引起提问的显著改变,这一特点的重要性是什么?

线粒体解偶联剂,例如DNP,通过不依赖ATP合酶的途径将质子穿过线粒体内膜,从而使营养物氧化与ATP生成解偶联,并以热量的形式将能量消耗掉。因此,长期摄入DNP能引起致命性高热,并于20世纪30年代初被FDA禁止使用。

CRMP是DNP的控释口服制剂,其DNP峰值血浆浓度较低,可产生温和的肝线粒体解偶联而不会引起高热。逐步升高的CRMP剂量(1-25 mg/kg)不会引起NHP的体温升高,从而最大限度地降低了所有线粒体解偶联剂的毒性作用。

9. NHPs的摄食量有变化吗?

在整个研究过程中,NHP的摄食量没发生变化。这与我们在NHPs和啮齿动物中观察到的的疗效一致。

10. CRMP是否要进行临床试验,如果是, 可能的适应症是什么?

我们希望CRMP能进行临床试验。在进入临床研究之前,还需要进行一些研究,如与线粒体解偶联剂相关的靶向性系统毒性,希望将来可以使用标记的CRMP和全身PET-MRI或其他方法评估DNP是否在脑和/或心脏中蓄积。我们也将进步一观察在NHPs中CRMP长期给药的安全性和交叉疗效研究。

Topics: Blog, CVMD

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