【First-in-class药设系列】节段性肾小球硬化症靶标TRPC5的选择性抑制剂发现
局灶节段性肾小球硬化症（FSGS）是一种常见的肾小球疾病，根据发病机制不同，可分为特发性、家族遗传性和继发性。FSGS的治疗难度较大，主要是糖皮质激素、血管紧张素转化酶抑制剂或血管紧张素II受体拮抗剂等非特异性药物的超适应症用药。临床研究发现TRPC的功能获得性突变与家族性FSGS存在遗传连锁性。TRPC离子通道是Ca2+通透性非选择性阳离子通道TRP超家族的一个亚家族。在肾脏中，TRPC离子通道可通过血管紧张素II（AngII）结合到血管紧张素受体进行调控。特别是其中成员TRPC5与家族性FSGS的发病机理密切联系，缺少TRPC5的小鼠不会产生某些形式的肾损伤，且TRPC5在Rac1活化后转移到细胞表面，表明TRPC5可能与FSGS的发病和进展相关。最近，美国布莱根妇女医院和Broad研究所研究人员在Science上报道了一种选择性小分子TRPC5离子通道抑制剂AC1903，可选择性阻断蛋白尿大鼠肾小球中TRPC5活性，阻止足细胞丢失，抑制蛋白尿，为靶向TRPC5这一通路治疗FSGS开辟了新的道路。
研究人员首先使用足细胞特异性表达人血管紧张素II-1型受体AT1R的转基因大鼠（AT1R Tg），在离体大鼠肾小球中通过记录血管紧张素II刺激下足细胞的瞬时Ca2+来检测TRPC离子通道的活性。在离体肾小球样本中，使用膜片钳电生理技术探索了TRPC5离子通道的非特异性活化剂利鲁唑（riluzole）和阻断剂ML204的作用。ML204显著抑制离子通道活性，且可阻断利鲁唑活化的TRPC5电导率，这表明足细胞中TRPC5介导的Ca2+内流与FSGS的疾病进展具有相关性。
研究人员检测了ML204的体内药效。腹腔注射ML204可显著抑制疾病发病阶段以及晚期大鼠的蛋白尿，而无明显毒性。由于ML204不是TRPC5的选择性抑制剂，它还可以阻断TRPC4（虽然在足细胞中不表达，但在内皮细胞中表达）和TRPC6离子通道，具有一定副作用风险。为了获得TRPC5的选择性抑制剂，研究人员在现有结构基础上，通过优化改造合成了50个化合物，检测其对TRPC5、TRPC4和TRPC6的活性是否能具有选择性，幸运发现新化合物AC1903(IC50 = 14.7 μM)可选择性阻断TRPC5离子通道，而对TRPC4和TRPC6影响较小。
Rac1活化导致活性氧（ROS）产生增加。研究人员检测了足细胞中AC1903对Rac1-TRPC5通路的作用机制。通过建立的多个ROS模型，他们发现AC1903可阻断ROS效应。AngII处理足细胞引起的ROS显著增加，AC1903和ROS清除剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）可抑制其效应；在过表达人AT1R的活性突变体（caAT1R）情况下，ROS产生增加，AC1903、ML204和Rac1抑制剂（NSC23677）均可阻断caAT1R诱导的ROS产生；caAT1R表达的足细胞36 h内死亡会增加，而AC1903、ML204或Rac1抑制剂处理的足细胞未出现死亡。上述结果表明AC1903抑制Rac1-TRPC5信号通路，减少ROS产生，保护足细胞。
研究人员在AT1R Tg大鼠和Dahl盐敏感（Dahl S）大鼠两种模型中进一步研究了AC1903的体内药效。腹腔注射AC1903可显著抑制AT1R Tg大鼠（晚期）的重度蛋白尿，而无明显毒性。AC1903可阻断AT1R Tg大鼠蛋白尿疾病进展过程中TRPC5离子通道活性，显著减少假囊肿形成和足细胞丢失。同时，AC1903降低了Dahl S大鼠进行性蛋白尿的升高速率，显著抑制晚期疾病大鼠的进行性蛋白尿，保持足细胞数量，而对Dahl S大鼠的体重、血尿素氮或肌酐没有任何影响。因此，上述研究表明AC1903是通过保护足细胞，抑制蛋白尿肾病的进展。
综上，在重度已确诊蛋白尿，且在肌酐升高之前给予TRPC5小分子选择性抑制剂可缓解足细胞症状，减轻FSGS特征性的形态学和分子变化的进展，证明了靶向TRPC5离子通道治疗FSGS的机制合理性。TRPC5抑制剂AC1903的研究和后期研发有望为进行性慢性肾病的患者带来治疗领域的新突破。
参考文献：
1. Chung, J.J. and A.S. Shaw, TRP'ing up chronic kidneydisease. Science, 2017. 358(6368): p. 1256-1257.
2. Zhou, Y., et al., A small-molecule inhibitor of TRPC5ion channels suppresses progressive kidney disease in animal models.Science, 2017. 358(6368): p. 1332-1336.
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