克唑替尼作為治療ALK陽性非小細胞肺癌的一線藥物,臨床試驗顯示超半數(shù)患者出現(xiàn)肝毒性,但機制不明。膽固醇代謝異常可能與克唑替尼肝毒性有關(guān),角鯊烯環(huán)氧酶(SQLE)作為膽固醇合成關(guān)鍵酶,其在該過程中的作用有待探究。近期,浙江大學(xué)羅沛華教授研究團隊在Advanced Science(IF14.3)期刊發(fā)文“Disturbing Cholesterol/Sphingolipid Metabolism by Squalene Epoxidase Arises Crizotinib Hepatotoxicity”。研究發(fā)現(xiàn)克唑替尼通過抑制自噬體-溶酶體融合,使角鯊烯環(huán)氧酶(SQLE)積累,引發(fā)膽固醇和鞘脂代謝紊亂,導(dǎo)致肝細胞損傷,為克唑替尼肝毒性的防治提供了新方向。
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基因信息 Sqle:角鯊烯環(huán)氧酶編碼基因
實驗動物 C57BL/6J小鼠
病毒產(chǎn)品 AAV8-TBG-NC、AAV8-TBG-shSqle
注射方式 尾靜脈注射

AAV8-TBG-Sqle shRNA顯著抑制SQLE的表達
病毒產(chǎn)品 Ad-mCherry-GFP-LC3B
感染細胞 肝細胞

Ad-mCherry-GFP-LC3B感染肝細胞監(jiān)測自噬通量
部分研究結(jié)果分享
1.克唑替尼誘導(dǎo)異常代謝、細胞凋亡和自噬
臨床試驗表明克唑替尼治療患者會出現(xiàn)廣泛且嚴重的肝毒性。對克唑替尼處理的人肝細胞進行蛋白質(zhì)組學(xué)研究,分析顯示,與代謝、凋亡和自噬途徑相關(guān)的蛋白表達以及膽固醇生物合成過程有明顯變化。使用克唑替尼處理C57BL/6J小鼠及永生化人肝細胞系,發(fā)現(xiàn)克唑替尼可以誘導(dǎo)代謝異常,表現(xiàn)為肝損傷相關(guān)的血清生物標志物增加及脂質(zhì)積累。同時,克唑替尼還誘導(dǎo)細胞凋亡并抑制自噬,用Ad-mCherry-GFP-LC3 病毒感染肝細胞實驗顯示,克唑替尼處理后自噬體數(shù)量明顯增加,表明自噬后期受阻;多種肝癌細胞系中 LC3-II 蛋白水平明顯增加,證實自噬體-溶酶體融合被阻斷,而激活自噬的二甲雙胍能夠恢復(fù)被克唑替尼阻斷的自噬流。綜上所述,克唑替尼可以在膽固醇代謝、凋亡和自噬抑制方面引起異常效應(yīng)。

克唑替尼誘導(dǎo)異常代謝、細胞凋亡和自噬
2.下調(diào)SQLE可緩解克唑替尼誘導(dǎo)的肝毒性
進一步的篩選分析發(fā)現(xiàn)SQLE的異常積累是導(dǎo)致克唑替尼肝毒性的重要因素。使用AAV8-TBG-Sqle shRNA 抑制小鼠體內(nèi)SQLE的表達,隨后給予克唑替尼處理。結(jié)果顯示抑制SQLE能有效緩解克唑替尼誘導(dǎo)的肝毒性和代謝異常。選擇二甲雙胍作為自噬激活劑處理小鼠,發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可顯著緩解克唑替尼誘導(dǎo)的自噬體-溶酶體融合抑制,降低SQLE和c-PARP的表達水平,使其恢復(fù)至正常范圍。同時,二甲雙胍能夠顯著逆轉(zhuǎn)克唑替尼誘導(dǎo)的ALT和AST升高,以及肝臟TC和TG水平的上升。這表明通過激活自噬來下調(diào)SQLE水平,可有效治療克唑替尼誘導(dǎo)的肝損傷和代謝異常。隨后的代謝組學(xué)等分析揭示了SQLE的過度積累可能會導(dǎo)致代謝物的廣泛波動,值得注意的是,膽固醇的局部積累會影響神經(jīng)酰胺和鞘氨醇的代謝,從而將死亡信號傳遞給下游的凋亡效應(yīng)器。

下調(diào)SQLE可減輕克唑替尼引起的肝毒性
3.SQLE酶抑制劑特比萘芬干預(yù)克唑替尼的肝毒性
構(gòu)建SQLE活性缺失質(zhì)粒(SQLE-Y195F-Flag)轉(zhuǎn)染肝細胞,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染野生型SQLE質(zhì)粒會增加cPARP表達,而轉(zhuǎn)染突變型質(zhì)粒不影響,表明干預(yù)SQLE酶活性可能是減輕肝毒性的潛在策略。引入特比萘芬并與克唑替尼聯(lián)合處理細胞,結(jié)果顯示特比萘芬有效抑制了克唑替尼引起的c-PARP上調(diào),且不影響SQLE蛋白水平,初步表明特比萘芬可干預(yù)克唑替尼誘導(dǎo)的細胞凋亡。進一步體內(nèi)驗證,用克唑替尼和/或特比萘芬處理C57BL/6J小鼠6周,分析c-PARP表達和進行TUNEL檢測,發(fā)現(xiàn)特比萘芬顯著抑制克唑替尼誘導(dǎo)的細胞凋亡,明顯減輕克唑替尼導(dǎo)致的肝臟炎癥細胞大量浸潤和脂質(zhì)滴積累;此外,特比萘芬改善了由克唑替尼引起的肝臟異常代謝過程。這些數(shù)據(jù)證明,SQLE酶活性抑制劑特比萘芬在治療克唑替尼誘導(dǎo)的肝毒性方面具有潛在應(yīng)用價值。
SQLE酶抑制劑特比萘芬干擾克唑替尼的肝毒性
研究結(jié)論
本研究揭示了克唑替尼肝毒性主要由膽固醇代謝異常、細胞凋亡和自噬阻斷引起,SQLE積累起關(guān)鍵作用。二甲雙胍和特比萘芬可改善肝毒性,為臨床安全用藥提供策略,也為相關(guān)疾病治療提供了新思路。
