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NASH肝纤维化模型与GLP-1药物筛选评价

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NASH肝纤维化模型与GLP-1药物作用示意图

代谢性疾病已成为全球公共卫生的重大挑战。据世界卫生组织估计,全球约有超过10亿人受到代谢综合征的影响,其中2型糖尿病患者超过5亿,非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者更高达全球成年人口的25%以上。NASH(非酒精性脂肪性肝炎)作为NAFLD的进展形式,伴有肝细胞损伤、炎症和纤维化,是肝硬化和肝细胞癌的重要前驱病变。然而,直至2024年,全球才首次有NASH治疗药物(Resmetirom,甲状腺激素受体-β选择性激动剂)获批,反映出这一领域药物研发的巨大困难和未被满足的临床需求。与此同时,GLP-1受体激动剂(如司美格鲁肽、替尔泊肽)在糖尿病和肥胖治疗中的巨大成功,也为代谢性疾病药物研发带来了新的思路和希望。

NASH的发病机制与药物研发困境

NASH的发病机制复杂,涉及"多重打击"(multiple hits)的病理过程。早期阶段,胰岛素抵抗导致肝脏脂肪沉积(脂肪变性);随后,游离脂肪酸的氧化应激、内质网应激和线粒体功能障碍引发肝细胞损伤和炎症反应;在慢性炎症的刺激下,肝星状细胞(HSC)被激活并转化为肌成纤维细胞,分泌大量细胞外基质(ECM),导致肝纤维化。这一从"脂肪变性→炎症→纤维化"的连续病理过程,为药物干预提供了多个潜在靶点——包括代谢调节靶点(如FXR、THR-β、PPAR)、抗炎靶点(如CCR2/5、ASK1)和抗纤维化靶点(如整合素、LOXL2)。

然而,NASH药物研发的成功率极低。据统计,进入III期临床的NASH药物中,超过70%以失败告终。失败的主要原因包括:疗效终点不明确(NASH的临床终点长期以来缺乏共识,直至FDA接受"NASH缓解且纤维化不恶化"或"纤维化改善且NASH不恶化"作为替代终点)、患者异质性高(NASH患者常伴有肥胖、糖尿病、高血脂等多种合并症,影响药物代谢和疗效)、以及动物模型的预测能力不足(传统的小鼠NASH模型在病理特征上与人类NASH存在显著差异)。为了克服这些挑战,研究人员正在开发更人源化的NASH模型(如人源化肝脏人源化小鼠、基于hiPSC的肝脏类器官),并探索无创诊断标志物(如ELF评分、FibroScan)以加速患者筛选和疗效监测。在NASH药物筛选领域,建立能够同时评价药物对脂肪变性、炎症和纤维化三方面病理改变的综合检测平台,对于提高研发效率至关重要。爱思益普在代谢性疾病模型构建方面建立了多种NASH体内外评价模型,能够为NASH治疗药物的早期筛选和机制研究提供技术支持。

GLP-1受体激动剂:代谢疾病治疗的革命

胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种由肠道L细胞分泌的肠促胰岛素激素,具有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素释放、延缓胃排空和抑制食欲等多重生理作用。GLP-1受体激动剂通过模拟天然GLP-1的作用,在降低血糖的同时显著减轻体重,已成为2型糖尿病和肥胖治疗的基石药物。司美格鲁肽(Semaglutide)作为第二代长效GLP-1受体激动剂,在STEP临床试验中显示出平均17%的体重减轻效果,彻底改变了肥胖治疗的临床格局。

更令人瞩目的是,GLP-1受体激动剂在NASH治疗中也展现出潜力。在STEP试验的亚组分析中,司美格鲁肽治疗组有59%的患者实现了NASH缓解,而安慰剂组仅为17%。这一发现提示GLP-1受体激动剂可能通过改善全身代谢状态(降低体重、改善胰岛素敏感性)间接改善肝脏病理。此外,GLP-1受体激动剂还在心血管疾病、慢性肾病和阿尔茨海默病等多个领域展现出潜在的治疗价值,其药理作用谱之广超出了初的预期。在GLP-1类药物的研发中,除了传统的GLP-1受体激动剂外,双靶点(GLP-1/GIP,如替尔泊肽)和三靶点(GLP-1/GIP/GCG)激动剂正在取得突破性进展,显示出比单靶点药物更优的降糖和减重效果。爱思益普在代谢性疾病药物筛选方面建立了涵盖GLP-1受体功能检测和体内代谢模型评价的技术平台,能够为新一代代谢性疾病药物的研发提供关键技术支持。

纤维化疾病模型的技术挑战与进展

肝纤维化是NASH进展至肝硬化和肝癌的关键环节,也是药物干预的重要窗口。在体外模型方面,肝星状细胞的激活是纤维化的核心事件——静止状态的HSC在炎症因子(如TGF-β、PDGF)刺激下被激活,转化为肌成纤维细胞并大量分泌胶原蛋白。基于原代HSC或HSC细胞系的体外激活模型,可以用于筛选抗纤维化候选化合物。然而,体外模型无法完全模拟肝脏复杂的微环境(包括肝细胞、Kupffer细胞、内皮细胞等多种细胞类型的相互作用),因此体内模型仍然是评价抗纤维化疗效的必需环节。

在动物模型方面,传统的化学诱导模型(如CCl4诱导的肝纤维化模型)虽然技术成熟,但与人类NASH相关的代谢性肝纤维化在病理机制上存在差异。近年来,饮食诱导的NASH模型(如西方饮食+胆固醇+果糖喂养的小鼠)和基因修饰模型(如ob/ob、db/db小鼠 combined with MCD饮食)在病理特征上更接近人类NASH,但造模周期长(通常需要12-24周)、成本高。此外,非人灵长类动物(NHP)的NASH模型也在开发中,其肝脏病理特征与人类为接近,但成本极高且伦理限制严格。在CRO服务层面,建立涵盖多种NASH/纤维化模型的综合服务平台,并配备无创和离体评价手段(如血清生化标志物、肝脏组织病理学评分、转录组学分析),对于满足不同研发阶段的需求至关重要。爱思益普在代谢性疾病和纤维化模型构建方面积累了丰富经验,能够为客户提供从体外筛选到体内验证的完整服务链条。

本文内容基于爱思益普(ICE Bioscience)公开信息整理,仅供学术参考。

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