Rigosertib逆转努南综合征中的肥厚型心肌病

Rigosertib Reverses Hypertrophic Cardiomyopathy in Noonan Syndrome

作者信息Levi Legler, Katya Marchetti, Bing Xu, Tara Keshavarz Shirazi, Sereene Kurzum, Chase Kessinger, Izabella Vredenburg, Yan Sun, Frank A Dinenno, Damian Bohler, Angelika G Aleman, Nelson A Rodriguez, Simon Ng, Sophie Gao, Angela Wang, Mayte Suarez-Farinas, Hung-Mo Lin, Tirtha Das, Karen Ocorr, Ross L Cagan, Bruce D Gelb, Maria I Kontaridis
PMID42610277
发布时间2026-08-18
DOI10.1161/CIRCULATIONAHA.126.080188

实验完整度

包含体外细胞实验、转基因果蝇模型、敲入小鼠模型及原代心肌细胞分子机制验证,证据层级丰富且功能与机制验证明确。

主要模型

转基因果蝇RASopathy模型 心脏特异性tin>hRAF1L613V、tin>hRAF1S257L、tin>hPTPN11Q510E果蝇模型 Raf1L613V/+敲入小鼠模型 原代成年小鼠心肌细胞

重点核对

Raf1L613V/+小鼠的给药剂量:100 mg/kg体重,腹腔注射,每日两次,治疗周期3周或6周 果蝇模型中rigosertib和trametinib的给药浓度:1、10、50 μM(存活实验)和100 μM(心脏实验) 原代心肌细胞信号实验:rigosertib处理浓度10 nM或5 μM,刺激剂AngII(20 ng/ml)和IGF(50 ng/ml)处理5分钟 超声心动图测量时间点:基线(8周龄)、3周和6周治疗后 样本量:每组小鼠数量为8只;果蝇每组使用4-5管生物重复

摘要

背景:RASopathies是一组由经典RAS/MAPK信号通路基因突变引起的罕见遗传性疾病,影响细胞生长和分化。这些综合征包括努南综合征(NS),其特征是发育迟缓、独特的面部畸形和心脏缺陷,尤其是肥厚型心肌病(HCM)。尽管这些疾病普遍存在且影响重大,但RASopathies的治疗选择仍然有限。Rigosertib是一种新型的双重RAS/MAPK和PI3K/AKT通路抑制剂,目前正在进行黑色素瘤和隐性营养不良性大疱性表皮松解症的临床试验。在这里,我们将rigosertib确定为RAF1相关HCM的候选治疗方法。方法:我们在RASopathies的转基因果蝇模型中对临床相关化合物进行了药物筛选,以识别候选治疗药物。表达RASopathy相关转基因的心脏靶向果蝇模型用于评估rigosertib对心脏肥厚的影响,并将其疗效与MEK抑制剂曲美替尼进行比较。在哺乳动物模型中,使用Raf1L613V/+敲入小鼠进一步评估治疗效果,给予rigosertib治疗六周。通过超声心动图、组织学和分子分析评估心脏结构和功能,包括心肌细胞(CM)大小、胎儿基因表达和ERK/AKT信号传导。还评估了其他努南综合征相关表型,包括骨骼生长和颅面异常。结果:Rigosertib在一组转基因果蝇RASopathy模型中有效,表明其对多种疾病变异具有活性。在心脏靶向果蝇模型中,rigosertib减轻了心脏肥厚,且优于曲美替尼。在Raf1L613V/+小鼠中,六周治疗显著改善了左心室腔尺寸、后壁厚度、心脏重量和CM大小,从而逆转了心脏肥厚。Rigosertib还使胎儿基因表达正常化,并抑制了原代CM中的ERK和AKT信号传导。除了逆转心脏病理外,rigosertib还显著改善了其他努南综合征相关特征,包括增加骨生长和纠正颅面异常。结论:总之,我们的研究结果表明,rigosertib可正常化和逆转RASopathy相关的HCM和其他NS相关综合征特征,支持其作为RAF1相关HCM以及其他RASopathy依赖性病理的潜在治疗方法的开发。这项研究不仅强调了rigosertib的治疗潜力,还展示了使用果蝇和哺乳动物模型的综合方法在阐明复杂生物系统中药物效应方面的实用性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Rigosertib能否逆转RASopathy相关的肥厚型心肌病并改善努南综合征的其他表型?
核心机制
Rigosertib通过抑制RAS/MAPK和PI3K/AKT信号通路,降低心肌细胞中ERK和AKT的过度激活,并可能通过影响MEK5/ERK5下游MEF2活性来逆转心脏肥厚。
主要证据
在转基因果蝇模型中,rigosertib挽救了多种RASopathy模型的蛹致死率并逆转心脏靶向模型的心脏肥厚。在Raf1L613V/+小鼠中,六周治疗显著改善左心室腔尺寸、后壁厚度、心脏重量和心肌细胞大小,并恢复正常胎儿基因表达,同时抑制ERK/AKT信号。
研究意义
研究者提出rigosertib是治疗RAF1相关HCM及其他RASopathy依赖性病理的有前景的候选药物,且其临床安全数据可能支持其用于罕见遗传性心血管疾病的再利用。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

果蝇RASopathy模型药物筛选

评估rigosertib和trametinib对多种RASopathy变异体的治疗效果并比较疗效。

使用定量果蝇存活实验,将药物混入培养基中,以1、10、50 μM浓度喂食表达不同RASopathy变异的果蝇幼虫,统计蛹和成虫存活率。

2

果蝇心脏特异性模型验证

验证rigosertib对心脏特异性表达RASopathy变异的果蝇心脏肥厚表型的影响。

使用tin-GAL4驱动hRAF1L613V、hRAF1S257L、hPTPN11Q510E在果蝇心脏表达,成虫后喂食100 μM药物一周,通过活体成像或固定后半解剖心脏测量心壁厚度、舒张末期直径和胶原IV面积。

3

小鼠模型体内治疗

评估rigosertib对Raf1L613V/+小鼠HCM及NS相关表型的逆转效果。

8周龄Raf1L613V/+和WT小鼠随机分组,腹腔注射rigosertib(100 mg/kg)或水(对照),每日两次,连续3或6周,期间进行超声心动图、解剖测量、组织学和颅面扫描。

4

分子机制验证

检测rigosertib对心肌细胞中信号通路和胎儿基因表达的影响。

从治疗小鼠分离原代心肌细胞,体外用rigosertib处理,经AngII或IGF刺激后免疫印迹检测ERK/AKT磷酸化;同时用RT-qPCR检测胎儿基因(Anp, Bnp, Myh6, Myh7)表达,并用荧光素酶报告基因检测MEF2活性。

5

非心脏表型评估

评估rigosertib对努南综合征相关骨骼和颅面异常的影响。

通过μCT扫描分析颅面形态,测量颅骨长度、宽度、内眦宽度和鼻长;同时测量体长和胫骨长度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RigosertibTraws Pharma (formerly Onconova Therapeutics)--
曲美替尼----
DraIII限制性内切酶New England Biolabs--
抗AKT抗体Cell Signaling Technology#9272S
抗磷酸化AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology#4060S
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology#9102L
抗磷酸化ERK1/2 (Thr202/Tyr204)抗体Cell Signaling Technology#9101S
Li-Cor抗兔680红外染料Li-Cor--
Li-Cor Odyssey FC成像系统Li-Cor--
RNeasy纤维组织试剂盒Qiagen--
iScript cDNA合成试剂盒BioRad--
SYBR GreenApplied Biosystems--
荧光素酶报告基因检测系统Thermo Scientific#16176
Ad-MEF2-荧光素酶Seven Hills BioreagentsJMAd-33
Pierce Rapid Gold BCA蛋白检测试剂盒Thermofisher--
网状纤维染色----
II型胶原酶----
心肌细胞培养基ScienCell#6201
Keyence BZ-X810荧光显微镜Keyence--
Visual Sonics Vevo 3100高频超声系统Visual Sonics--
Locus Ultra微型CT扫描仪GE Healthcare--
ImageJ 1.41软件----
GEHC MicroView软件GE Healthcare--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
果蝇存活实验
Rigosertib和trametinib的浓度(1, 10, 50 μM)、溶剂(水或DMSO)、果蝇品系(765-GAL4驱动的14种RASopathy变异)、每管胚胎数(30-80)、生物重复次数(4-5管)
阅读提示:Methods: Drosophila testing
果蝇心脏实验
果蝇品系(tin>hRaf1L613V, tin>hRAF1S257L, tin>hPTPN11Q510E)、药物浓度(100 μM)、处理时间(成虫后一周)、检测指标(心壁厚度、舒张末期直径、胶原IV面积)
阅读提示:Methods: Heart-specific testing in Drosophila
小鼠模型治疗
小鼠品系(Raf1L613V/+)、年龄(8周龄开始)、给药途径(腹腔注射)、剂量(100 mg/kg)、频率(每日两次)、疗程(3或6周)、样本量(每组8只)
阅读提示:Methods: Treatment of mice with rigosertib; Table 1
超声心动图
测量时间点(基线、3周、6周)、测量参数(心率和左心室尺寸)、动物状态(非麻醉)、设备(Visual Sonics Vevo 3100)
阅读提示:Methods: Echocardiography; Table 4
原代心肌细胞信号实验
细胞分离方法(胶原酶消化)、培养条件(laminin包被,ScienCell培养基)、rigosertib浓度(10 nM或5 μM)、刺激剂(AngII 20 ng/ml, IGF 50 ng/ml)及时间(5分钟)
阅读提示:Methods: Adult primary CM isolation; Figure 6 legend