心脏纤维化是一种损害心脏功能的常见合并症，它会加剧心脏功能障碍且最终导致发病率和死亡率增加。目前在临床上并无有效的治疗方法，因此，发现治疗心脏纤维化的潜力候选药物已成为重要的研究方向。

青蒿素为一种著名的中药活性成分，被誉为抗疟“神药”，屠呦呦曾因其获得诺贝尔奖。近日斯坦福大学科学团队在Cell上发表了题为“Multiscale drug screening for cardiac fibrosis identifies MD2 as a therapeutic target”的文章，证明了青蒿素的衍生物青蒿琥酯（Artesunate，ART）具有治疗心脏纤维化的潜力。本研究发现青蒿琥酯可以通过靶向髓样分化因子2 (MD2)，抑制巨噬细胞中TLR4信号通路转导，进而有效抑制心脏成纤维细胞中的纤维化基因表达，改善心衰小鼠的心脏功能。该研究为发现治疗心脏纤维化药物提供了理论性依据。

为了筛选确定抗纤维化化合物，研究团队首先基于人诱导多能干细胞（iPSC）建立了一个多尺度药物发现平台，获得了对纤维化刺激敏感的iPSC-CF，并通过ACTA2标志检测MyoFB的激活状态。而后对5000个左右的化合物进行了高通量筛选，同时进行了反筛选，排除具有潜在心血管毒性的化合物，最终将ART确定为首要候选药物。功能性试验证明：ART可以显著抑制TGF-b1刺激下的纤维化基因表达，同时对iPSC-CMs和iPSC-ECs等无毒性。以上结果共同证明了ART在心脏纤维化方面的治疗潜力，为后续研究提供了理论基础（图1）。

图1 多尺度药物筛选确定抗纤维化化合物

接下来，为了全面评估青蒿琥酯的抗纤维化作用，研究团队进行了一系列功能性实验发现，ART在血管紧张素II等多种促纤维化因子中能够有效地抑制MyoFB增殖和胶原分泌，且能够显著抑制纤维化相关基因的表达。随后，研究人员利用体内体外实验发现，青蒿琥酯治疗可以显著减少心肌中的胶原沉积和MyoFB标记基因表达，从而改善心衰相关心脏功能障碍和心功能（图2）。以上结果进一步证实了青蒿琥酯在治疗心脏纤维化方面的有效性，并为其临床应用提供了有力支持。

图2  青蒿琥酯可以有效抑制心肌成纤维细胞活化并改善心功能

为了揭示TAC模型中ART治疗后CF转分化的动态变化，研究人员利用snRNA-seq进行了探究，结果发现ART可以显著抑制参与纤维化发展过程的相关基因表达，从而减缓心脏纤维化的进程。随后，研究人员对载体和青蒿琥酯处理的人原代CFs进行了RNA测序，结果表明ART下调了与纤维化发展密切相关的信号级联反应，同时抑制了其他器官成纤维细胞的活化，具有广泛的抗纤维化作用（图3）。

图3 ART抑制TAC诱导的成纤维细胞群体的动态转化

为了探究MD2和TLR4在心脏纤维化中的作用，研究人员对二者进行了敲除实验，结果表明MD2/TLR4的激活可以促进MyoFB的激活。随后，该团队通过SPR（达吉特可以提供该项技术服务）和分子动力学模拟等技术验证了青蒿琥酯与MD2之间的相互作用，并发现青蒿琥酯能够竞争性地拮抗LPS与MD2的结合，且ART通过与靶点蛋白MD2直接结合并诱导其构象变化来抑制MyoFB的激活过程（图4）。

图4 MD2被确定为青蒿素的直接靶点蛋白

最后，研究团队利用PLA和coIP等实验发现，ART通过拮抗MD2-TLR4信号级联来抑制纤维化基因的表达，从而减缓心脏纤维化的进程。此外，该团队还发现ART可以降低TGF-b1诱导的染色质可及性，并抑制与纤维化高度相关的通路。以上结果表明， ART通过靶向MD2，抑制MD2和TLR4的相互作用，从而减少纤维化基因的表达，减缓心脏纤维化的进程（图5）。

图5 ART拮抗MD2-TLR4信号级联抑制纤维化基因表达

本文首先利用人类诱导多能干细胞（iPSC）衍生的心脏成纤维细胞进行高通量筛选，确定了抗纤维化化合物ART作为首要候选药物。接着通过功能性试验对ART抑制纤维化反应，改善心脏功能的具体机制进行探究。研究结果表明，ART通过与靶点蛋白MD2直接结合，抑制MD2和TLR4的相互作用，从而减少纤维化基因的表达，减缓心脏纤维化的进程。该研究为发现治疗心脏纤维化药物提供了理论性依据。

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