持久使用抗精力病药物是致使心肌毁伤甚诚意脏性猝逝世的常见缘故原由，经常致使停药或者医治不持续。可是抗精力病药物对于心脏孕育发生毒性的机制很年夜水平上仍旧是未知的。2022年6月，复旦年夜学遗传工程国度重点试验室金力院士与复旦年夜学从属中山病院邹云增传授及复旦年夜学根蒂根基医学院李立亮副传授团队互助，于Nature旗下Signal Transduction and Targeted Therapy杂志上揭晓了题为“CB1R-stabilized NLRP3 infla妹妹asome drives antipsychotics cardiotoxicity”的研究论文，该文章哄骗Labelfree卵白组学、RNA测序等要领发明NLRP3 炎症小体介导的细胞焦亡重要与多种抗精力病药物的心脏毒性有关，且发明CB1R 是NLRP3 炎性体的上游调治剂。此外，筛选到了安全、低毒的CB1R拮抗剂作为药物毒性的结合医治计谋。中科新生命为该研究提供了Labelfree卵白组学技能办事。研究质料：小鼠心肌细胞、基因敲除了小鼠、人心脏构造技能线路：1. 抗精力病药 (AP) 初期可引起心脏毒性2. 多种AP药物激活NLRP3炎症小体，引诱心肌细胞焦亡3. NLRP3炎症小体介导的焦亡与AP药物的心脏毒性紧密亲密相干4. CB1R是AP药物的直接靶点，对于NLRP3炎性小体起主要调控作用5. CB1R经由过程177-209氨基酸残基与NLRP3炎症小体彼此作用并制止其降解6. Cb1r基因敲除了改良AP药物引诱的焦亡以及心脏毒性7. CB1R按捺剂掩护小鼠免受AP药物的心脏毒性而不引起分外的副作用8. 于人心脏标本中，CB1R的表达与AP药物引诱的焦亡以及纤维化水平呈正相干研究成果 1. 表型阐发：抗精力病药 (AP) 初期可引起心脏毒性研究职员起首使用抗精力病药奥氮平(Olz)_对于小鼠举行一样平常医治，然落伍行多器官毒性评估，成果发明跟着抗精力病药给药时间延伸，AP药物于心脏中呈现了较着的蓄积，且AP药物引起的心脏毒性比糖脂代谢紊乱或者其他功效障碍的发生更早呈现。图1 抗精力病药对于心脏的毒性作用 2.机制阐发：多种AP药物激活NLRP3炎症小体，引诱心肌细胞焦亡接下来研究职员对于Olz处置惩罚后的心脏举行RNA测序，成果发明GO富集阐发中步伐性细胞灭亡路子，出格是炎症体介导的细胞焦亡显著富集。WB等试验发明NLRP3炎性小体以及促炎因子(IL-1β、IL-18等)的卵白程度以Olz剂量以及时间依靠性的体式格局显著加强。其他两种AP药物氯氮平(Clz) 以及喹硫平(Que)与Olz阐扬了不异的作用，也会致使促炎因子的的排泄以及焦亡卵白的表达。此外经由过程敲除了焦亡基因或者插手NLRP3炎症小体按捺剂等体式格局，研究职员确定NLRP3炎性小体介入AP药物引诱的焦亡且焦亡于AP药物细胞毒性中的特异性。图2 AP药物激活NLRP3炎症小体，引诱心肌细胞焦亡 3.功效验证：NLRP3炎症小体介导的焦亡与AP药物的心脏毒性紧密亲密相干为了评估NLRP3炎性小体介导的心力弱竭是否与AP药物引诱的心脏毒性作用有功效联系关系，作者使用NLRP3按捺剂/Casp1按捺剂发明其限定了炎症反映以及心脏的纤维化。焦亡效应基因GSDMD的敲除了试验也削减了炎症浸润以及纤维化。综上注解NLRP3炎症小体介导的焦亡与AP药物的心脏毒性紧密亲密相干。图3 NLRP3炎症小体介导的焦亡与AP药物的心脏毒性紧密亲密相干 4.机制剖析：CB1R是AP药物的直接靶点，对于NLRP3炎性小体起主要调控作用为了展现AP药物激活焦亡的重要机制，研究职员别离举行了转录组以及卵白质组的阐发及结合阐发。按照结合阐发中共有的9条通路别离插手差别的按捺剂处置惩罚，成果发明内源性Cannabinoids对于在Olz引诱的NLRP3炎症小体的表达具备显著的按捺效果。而Cannabinoid receptor 1, Cb1r是内源性Cannabinoids的受体，故作者进一步验证了CB1R是否为AP药物的直接靶点。成果注解于Olz、Clz或者Que袒露的小鼠原代心肌细胞中CB1R的表达均被促成，且 AP药物(Olz以及Clz)可直接联合CB1R，并与重要的内源性Cannabinoids (2-AG以及AEA)于与CB1R联合时存于竞争联合模式。此外，研究发明AP药物与CB1R联合后，经由过程CB1R的 S426或者S430位点磷酸化而促成了CB1R由膜转位至胞浆。别的研究发明，CB1R的过表达加强了NLRP3炎症小体卵白的表达。综上所述，CB1R是NLRP3炎性小体的上游调治剂。图4 CB1R是AP药物的直接靶点，且是NLRP3炎性小体的上游调治剂 5. 机制剖析：CB1R经由过程177-209氨基酸残基与NLRP3炎症小体彼此作用并制止其降解为研究CB1R是否影响焦亡卵白的合成或者降解，作者使用卵白质合成按捺剂CHX并联合CB1R的过表达或者敲除了举行研究，成果注解CB1R经由过程按捺NLRP3炎症小体的降解来不变NLRP3炎症小体。此外，经由过程免疫共沉淀试验证明除了ASC外，CB1R与NLRP三、Casp1以及GSDMD存于直接的物理彼此作用，联合区域为CB1R的177-209氨基酸残基。综上所述，CB1R内化后经由过程与NLRP3炎症小体重要身分直接彼此作用不变了NLRP3炎症小体。图5 CB1R经由过程177-209氨基酸残基与NLRP3炎症小体彼此作用并制止其降解 6. 功效验证：Cb1r基因敲除了改良AP药物引诱的焦亡以及心脏毒性为验证CB1R于AP药物引诱的焦亡以及心脏毒性中的作用，作者将Cb1r基因敲除了，研究发明Olz以及Clz刺激后，Cb1r敲除了小鼠体现为正常心功效，未体现出心脏重塑、纤维化构造堆集等。而当Cb1r基因过表达时，则相反，影响了心脏功效。图6 Cb1r基因敲除了改良AP药物引诱的焦亡以及心脏毒性 7. 药物筛选：CB1R按捺剂掩护小鼠免受AP药物的心脏毒性而不引起分外的副作用为探究CB1R按捺剂于小鼠模子中的掩护心脏的能力，作者检测了CB1R拮抗剂AM251以及AM281的体内医治效果。成果发明AM251或者AM281处置惩罚小鼠后，炎症小体数目较着削减、活性受损、按捺了焦亡卵白以及纤维因子，同时心脏功效也获得了改良，此外也未引起分外的副作用。综上所述AM 251以及AM 281可能于掩护心脏免受抗精力病药物心脏毒性方面阐扬更安全的作用。图7 CB1R按捺剂掩护小鼠免受AP药物的心脏毒性而不引起分外的副作用 8. 临床验证：于人心脏标本中，CB1R的表达与AP药物引诱的焦亡以及纤维化水平呈正相干末了作者于人心脏标本中评估了CB1R调治NLRP3炎性小体的临床转化潜能。于真正的尸检病例中，持久使用Clz或者Olz的患者心脏中，有显著的NLRP3炎性小体雀斑、年夜量纤维构造堆集，且NLRP3炎性小体雀斑的数目或者GSDMD表达量与心脏纤维化水平显著相干、CB1R表达与纤维化水平、NLRP3炎性小体数量以及GSDMD表达也具备精良的相干性。综上所述， CB1R的异样表达与抗精力病药物引诱的人类心脏细胞焦亡以及纤维化相干。图8 人类心脏标本中，CB1R表达与抗精力病药物引诱的的焦亡以及纤维化正相干 小结本研究发明NLRP3炎性小体介导的焦亡是AP药物诱发心脏毒性的重要因素。NLRP3炎性小体的活性受CB1R节制，CB1R经由过程S426以及S430内化，并经由过程其177-209区域与NLRP3炎性小体发生物理彼此作用，致使NLRP3炎性小体不变，并激活细胞焦亡，终极致使AP药物的心脏毒性。此外，试验证明CB1R的按捺剂可掩护小鼠免受AP药物的心脏毒性且不引起分外的副作用。