作者：南卡罗来纳医科大学 2025 年 1 月 28 日
受《蒙娜丽莎》中所见迹象的启发，科学家们发现了一种治疗家族性高胆固醇血症的潜在新疗法。
蒙娜丽莎中隐藏的线索
达芬奇的《蒙娜丽莎》是世界上最著名的画作之一。然而，许多人不知道的是，它也可能为一种称为家族性高胆固醇血症 (FH) 的疾病提供线索。专家认为，她手上可见的微妙脂肪沉积物（称为黄色瘤）可能是这种遗传性疾病的早期证据。
FH 是一种遗传性疾病，会导致血液中低密度脂蛋白（LDL）或“坏”胆固醇达到危险的高水平，从而增加患心脏病的风险。在正常情况下，一种称为低密度脂蛋白受体（LDLR）的蛋白质通过将胆固醇运输到肝细胞中进行分解，帮助清除血液中的胆固醇。在 FH 患者中，LDLR 基因突变会损害这一过程，使肝脏难以有效清除胆固醇。结果，胆固醇水平仍然很高，增加了患心血管疾病的风险。根据美国心脏协会的数据，大约每 200 名成年人中就有 1 人携带 FH 突变。
高胆固醇患者通常会服用他汀类药物。他汀类药物通过增加 LDLR 水平来降低胆固醇；然而，他汀类药物的疗效在不同人群中差异很大，FH 纯合突变患者由于 LDLR 基因突变而对他汀类药物治疗产生耐药性。
寻找新的治疗方案
南卡罗来纳医科大学 (MUSC) 的研究人员正在努力发现新的疗法。在《Communications Biology》上发表的论文中，他们报告了一种新系统的开发，该系统可以筛选新的治疗化合物，从而减少肝细胞中载脂蛋白 B (apoB) 的分泌，载脂蛋白 B 是 LDL 颗粒的主要蛋白质成分。通过筛选南卡罗来纳州化合物库 (SC3)（约 130,000 种化合物的集合），他们发现了一类可以降低 apoB 分泌并降低胆固醇水平的分子。这些分子有可能为 FH 患者提供新的治疗方案。
药物发现的独特方法
“我们的方法是药理学的原始方法——试图找到可以治愈疾病的药物，而不知道它是如何治愈的，”再生医学和细胞系教授兼 SmartState 捐赠主席 Stephen Duncan 博士解释道MUSC 的生物学。 “你对疾病进行建模，然后你可以筛选药物以找出哪些药物有效。然后你就可以回顾性地弄清楚药物是如何发挥作用的。”
邓肯补充道：“这样做的好处是，你一开始就知道这种药物实际上可以解决你希望解决的问题。”
创建用于筛选的人体细胞模型
为了确定潜在的新疗法，邓肯和他的研究团队——由博士后学者 Ray (Jui-Tung) Liu 博士和研究生 Caren Doueiry 领导的研究小组，是这项研究的主要作者——创造了人类肝脏样细胞来自诱导多能干细胞（iPSC）的细胞。 iPSC 是源自皮肤细胞或血细胞的人造干细胞。这项技术使团队能够产生大量细胞来筛选大量的化合物库。利用这个模型系统，研究小组发现了一类独特的化合物，有望治疗 FH。
“我们发现，当我们给细胞注射药物时，apoB 水平会大幅下降，”邓肯说。 “胆固醇水平下降。甘油三酯水平下降。”
在小鼠中测试有前景的化合物
研究小组随后尝试在临床前小鼠模型中测试这些化合物。然而，令人惊讶的是，这些化合物对小鼠无效。对小鼠肝细胞的进一步检查表明，小鼠细胞对这些化合物具有抵抗力，凸显了人类细胞模型和小鼠模型之间的关键区别。
为了克服这一障碍，邓肯实验室与 Yecuris 合作，使用了 Avatar 小鼠，这种小鼠经过基因改造，能够从人类细胞而不是小鼠细胞中生长出肝脏。
“我们使用了人源化小鼠模型——一只里面有‘你的’肝脏的小鼠，”邓肯解释道。
这种人性化的小鼠模型是一个强大的工具；人源肝脏的存在概括了患者体内的脂质分布，因此代表了在复杂系统中测试新疗法的模型。 iPSC 筛选中鉴定出的化合物在这种复杂的动物模型中也有效。
FH治疗的新途径
总之，邓肯实验室创建了一个强大的系统来模拟复杂疾病并测试新的治疗化合物。研究小组发现了一类新型化合物，可以有效降低胆固醇、甘油三酯和 apoB。重要的是，这些药物独立于传统疗法针对的 LDLR 途径发挥作用，为 FH 患者提供了一种新的疗法。
邓肯说：“表明你可以使用这些人类干细胞作为一个系统来模拟疾病，完成药物发现过程，并找到一种可能用于治疗患者的药物——这就是个性化医疗的缩影。” “这表明有一种非常可行的方法可以利用人体系统进行药物发现。”
药物发现的未来之路
虽然这项工作很有希望，但仍有工作要做。
“找到药物靶点并显示作用机制绝对是当务之急，”他补充道。
了解药物的作用原理是下一步的关键，并且可以识别其他药物可以靶向的其他重要蛋白质。另一个关键问题是这些化合物如何与他汀类药物等传统疗法相互作用。结合这些药物可以通过降低体内产生的胆固醇和体内循环的胆固醇，对降低胆固醇产生强大的作用。
参考文献：“人 iPSC 来源的肝细胞筛选鉴定了抑制载脂蛋白 B 产生的化合物”，作者：Jui-Tung Liu、Caren Doueiry、Yu-lin Jiang、Josef Blaszkiewicz、Mary Paige Lamprecht、James A. Heslop、Yuri K. Peterson，朱莉安娜·德布里托·卡滕、保拉·特拉克曼、杨元、萨尔曼·R·赫塔尼、瓦利德·O·特瓦尔和斯蒂芬·A·邓肯，2023 年 4 月 24 日，通讯生物学。
DOI：10.1038/s42003-023-04739-9
原文连接: https://scitechdaily.com/scientists-discover-game-changing-therapy-to-combat-high-cholesterol/
2025年1月29日, 顾震帝整理.