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前言

脂肪酸是細(xì)胞生存所必需的，其作為生物能量基質(zhì)、結(jié)構(gòu)成分和信號分子發(fā)揮作用。鑒于它們的重要作用，細(xì)胞已經(jīng)進(jìn)化出從替代碳源生成脂肪酸的機(jī)制，通過一個(gè)稱為從頭脂肪生成（DNL）的過程。

盡管DNL對維持全身和細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定至關(guān)重要，但其慢性升高與多種疾病和紊亂的發(fā)展相關(guān)，包括心血管疾�。–VD）、非酒精性脂肪肝（NAFLD）、2型糖尿�。═2D）、多種癌癥、病毒感染、自身免疫性疾病和神經(jīng)退行性變。因此，抑制DNL的核心酶，包括檸檬酸／異檸檬酸載體（CIC）、ATP檸檬酸裂解酶（ACLY）、乙酰輔酶A羧化酶（ACC）和脂肪酸合成酶（FAS），是一種非常有吸引力的治療策略。

目前，已發(fā)現(xiàn)多種DNL抑制劑的天然產(chǎn)物，其中一些化合物已進(jìn)入到臨床開發(fā)階段，并已被批準(zhǔn)用于治療高脂血癥，或已進(jìn)入NAFLD和腫瘤學(xué)的后期開發(fā)階段。

DNL酶的生理和病理作用

DNL的生理調(diào)節(jié)作用很復(fù)雜，不同的細(xì)胞類型和營養(yǎng)狀況有很大差異。

能量平衡

DNL途徑的活動(dòng)似乎可以調(diào)節(jié)能量的攝入和消耗。例如，缺乏Fas的老鼠減少了食物攝入量，而缺乏Acc的老鼠增加了食物攝入量。從機(jī)理上講，F(xiàn)AS和ACC對食物攝入的不同影響可以通過對丙二酰輔酶A的不同影響來解釋。丙二酰輔酶A抑制食物攝入：FAS抑制增加丙二酰輔酶A，而ACC抑制降低丙二酰輔酶A。

脂質(zhì)沉積：NAFLD–NASH

NAFLD患者的DNL發(fā)生率增加，這是導(dǎo)致脂質(zhì)沉積增加的主要因素。與這些觀察結(jié)果一致，NAFLD或非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者肝臟中CIC、ACLY、ACC和FAS的表達(dá)增加。在喂食高脂飲食（HFD）的小鼠中，Slc25a1基因的肝臟特異性缺失可降低肝臟脂肪變性。在喂食高碳水化合物飲食的ob／ob小鼠中，使用小干擾RNA（siRNA）對ACLY的短暫遺傳抑制可降低肝臟脂質(zhì)含量。

胰島素敏感性：T2D

胰島素抵抗是T2D的特征。在人類中，肝臟中DNL的比率與肝臟和全身胰島素敏感性呈負(fù)相關(guān)，Slc25a1的肝臟特異性缺失可改善小鼠的糖耐量。在喂食高碳水化合物飲食的ob／ob小鼠中，siRNA介導(dǎo)的ACLY表達(dá)抑制可降低空腹血糖并改善糖耐量。這些數(shù)據(jù)表明，抑制DNL和／或上調(diào)小鼠肌肉和肝臟內(nèi)的脂肪酸氧化可提高胰島素敏感性。

心血管疾病

肝臟DNL升高導(dǎo)致血漿VLDL和LDL升高，這是心血管疾病致死的主要危險(xiǎn)因素。最近的研究發(fā)現(xiàn)，突發(fā)性心力衰竭和CVD死亡率與DNL脂肪酸的增加呈正相關(guān)。與此相一致，ACLY中的基因變異與血漿LDL降低和心血管事件減少相關(guān)。

癌癥

DNL在許多癌細(xì)胞中具有組成性活性，并貢獻(xiàn)了大部分細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)�，F(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識到，常見的基因突變（例如，編碼p53或PTEN的基因）和生長因子信號增強(qiáng)SREBP1的活性，從而導(dǎo)致產(chǎn)脂基因的上調(diào)。除了轉(zhuǎn)錄控制外，糖酵解腫瘤中常見的葡萄糖攝取增強(qiáng)增加了檸檬酸鹽的利用率，從而變構(gòu)激活A(yù)CLY和ACC。因此，腫瘤可使用多種重疊機(jī)制來增強(qiáng)DNL。

抑制DNL會增加對標(biāo)準(zhǔn)治療的敏感性，如放射治療、雄激素缺乏化療或酪氨酸激酶抑制劑。抑制DNL可能對多種類型的癌癥產(chǎn)生有利影響。

感染與免疫

炎癥和新陳代謝密切相關(guān)，因?yàn)榫S持細(xì)胞防御系統(tǒng)和清除病原體是一個(gè)需要能量的過程。在這個(gè)過程中發(fā)生的代謝開關(guān)之一是DNL的誘導(dǎo)。眾所周知，具有促炎作用（M1樣）的免疫細(xì)胞使用有氧糖酵解并具有較高的DNL率，而抗炎免疫細(xì)胞（M2樣）主要使用氧化代謝并具有較低的DNL率。

ACC和ACLY都調(diào)節(jié)免疫功能。在一些研究中，阻斷ACLY抑制了LPS誘導(dǎo)的炎癥，并且對于介導(dǎo)IL－4和IL－2的抗炎作用非常重要。這些研究表明，抑制DNL可能有效地減少慢性疾病如肥胖和NASH的炎癥，并可能對減少病毒復(fù)制產(chǎn)生積極影響。

神經(jīng)發(fā)生

神經(jīng)分化貫穿一生，與神經(jīng)干細(xì)胞和祖細(xì)胞中DNL的上調(diào)密切相關(guān)。FAS和ACC的失活降低了神經(jīng)分化，這與神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，包括多發(fā)性硬化、帕金森病和阿爾茨海默癥。

檸檬酸／異檸檬酸載體（CIC）

CIC由SLC25A1基因編碼，在全身廣泛表達(dá)，在肝臟、生殖器官、胃腸道和脂肪組織中表達(dá)最高。它位于線粒體內(nèi)膜內(nèi)，主要催化檸檬酸鹽和異檸檬酸鹽等三羧酸鹽以交換三羧酸根、二羧酸根和磷酸烯醇式丙酮酸。LCFA－CoA以可逆方式抑制CIC，與檸檬酸鹽競爭，而乙酰化可增加檸檬酸鹽的變構(gòu)激活。

在結(jié)構(gòu)上，真核生物CIC由三個(gè)同源結(jié)構(gòu)域組成，每個(gè)結(jié)構(gòu)域形成兩個(gè)疏水跨膜α－螺旋，由親水環(huán)連接，至少有兩個(gè)檸檬酸結(jié)合位點(diǎn)，位于跨膜區(qū)的不同位置，作為CIC抑制劑的結(jié)合位點(diǎn)。

CTPI－2是一種新一代競爭性CIC抑制劑，親和力比第一代的CTPI－1提高了20倍，并且可以在較低濃度下抑制檸檬酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)。

NASH患者的肝臟中CIC表達(dá)增加，CTPI－2治療HFD喂養(yǎng)的小鼠可逆轉(zhuǎn)脂肪性肝炎和肝損傷，同時(shí)降低血清膽固醇和甘油三酯。抑制CIC可能對肥胖、NAFLD和T2D產(chǎn)生有利影響。此外，由于CIC在幾種不同的癌細(xì)胞中表達(dá)增加，并且抑制CIC會減緩細(xì)胞生長，CIC已成為抗癌藥物開發(fā)的一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)。

ATP檸檬酸裂解酶（ACLY）

ACLY在脂肪和肝臟中表達(dá)最高，在骨骼肌中表達(dá)最低。盡管ACLY主要是一種胞漿酶，但它也存在于細(xì)胞核內(nèi)。ACLY的激活包括四個(gè)步驟：首先，Mg–ATP結(jié)合導(dǎo)致His760的磷酸化，其催化形成酶結(jié)合的檸檬酰磷酸酯，隨后CoA攻擊形成檸檬酰CoA中間體，最后，檸檬酰CoA裂解為最終產(chǎn)物乙酰CoA和草酰乙酸（OAA）。

ACLY是一個(gè)有吸引力的藥物靶點(diǎn)，因?yàn)樗�在脂肪酸、膽固醇和碳水化合物代謝的關(guān)系中具有戰(zhàn)略地位。

首次發(fā)現(xiàn)并廣泛研究的ACLY抑制劑是（?）－羥基檸檬酸（HCA），一種檸檬酸的衍生物，發(fā)現(xiàn)于熱帶植物藤黃和木槿中。另外，幾種基于靶向策略設(shè)計(jì)的合成抑制劑，旨在破壞與活性位點(diǎn)結(jié)合的穩(wěn)定的檸檬酰輔酶a中間體的形成。

MEDICA 16是最早合成的類似脂肪酸的ACLY抑制劑之一。MEDICA 16在幾種不同的肥胖誘導(dǎo)胰島素抵抗嚙齒動(dòng)物模型中降低了肝臟脂質(zhì)含量、肝臟葡萄糖生成，并改善外周胰島素敏感性。此外，動(dòng)物模型的早期研究證明了MEDICA 16對循環(huán)膽固醇和甘油三酯水平的廣泛降脂作用，以及對血管和心肌病變的相關(guān)有益作用。

乙酰輔酶A羧化酶（ACC）

在哺乳動(dòng)物中，ACC有兩種亞型，ACC1（也稱為ACCα）和ACC2（也稱為ACCβ）。ACC1廣泛表達(dá)，而ACC2主要存在于骨骼肌、乳腺、脂肪和肝臟。ACC酶由三個(gè)結(jié)構(gòu)域組成（BC、 BCCP和CT），它們在包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的大多數(shù)真核生物中組裝成單鏈。

抑制ACC可以降低丙二酰輔酶A，丙二酰輔酶A也是肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1的變構(gòu)抑制劑，肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1是控制脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行β－氧化的限速酶。因此，ACC抑制是同時(shí)抑制DNL和增加脂肪酸氧化的一種有吸引力的方法。

目前，一些ACC抑制劑已進(jìn)入人體臨床試驗(yàn)。輝瑞開發(fā)了PF－05221304，作為一種選擇性、口服生物利用度和可逆的ACC抑制劑，優(yōu)先分配到肝臟，從而避免了與抑制血小板形成和發(fā)育缺陷相關(guān)的潛在毒性。在NAFLD的II期臨床試驗(yàn)中，PF－05221304在最高劑量下劑量依賴性地降低肝臟脂肪達(dá)65％，同時(shí)降低了HbA1c。

與結(jié)合到CT結(jié)構(gòu)域的PF－05221304相反，Nimbus Therapeutics開發(fā)了幾種結(jié)合到BC結(jié)構(gòu)域的ACC抑制劑。ND－630，也稱為GS－0976（Firsocostat），已進(jìn)入臨床開發(fā)階段。在一項(xiàng)開放標(biāo)簽的非安慰劑對照研究中，經(jīng)ND－630治療的NASH患者在治療12周后，肝臟DNL中位數(shù)下降22％，肝臟脂肪和肝臟硬度顯著降低。在隨后的一項(xiàng)較大的隨機(jī)、安慰劑對照研究中，ND－630治療使肝臟脂肪變性減少了21％。ND－630和GLP1R激動(dòng)劑Semalutide的II期研究目前正在進(jìn)行中。

脂肪酸合成酶（FAS）

人類FAS在脂肪組織和生殖器官中高度表達(dá)。FAS在結(jié)構(gòu)和功能上已經(jīng)進(jìn)化出不同的變體，根據(jù)催化單元的組織結(jié)構(gòu)，通常分為兩種類型——1型和2型FAS。在真核生物中，1型FAS多功能復(fù)合物在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，僅受一個(gè)基因調(diào)控。2型FAS存在于線粒體中，其功能完全獨(dú)立于1型FAS。1型FAS通常只生成棕櫚酸酯，而2型FAS能夠生成多種脂肪酸，包括不飽和脂肪酸。

一些新的小分子FAS抑制劑已經(jīng)被開發(fā)出來，可以抑制TE結(jié)構(gòu)域。Orlistat，也稱為四氫脂他汀，是脂他汀的衍生物，通過與TE結(jié)構(gòu)域不可逆結(jié)合，可以抑制FAS。靶向KR結(jié)構(gòu)域的FAS抑制劑也已開發(fā)出來，一些最近已進(jìn)入臨床試驗(yàn)，包括GSK的GSK2194069、勃林格殷格翰的BI－99179以及Sagimet Biosciences開發(fā)的TVB－3166和TVB－2640等。

早期研究表明，在肥胖和胰島素抵抗的個(gè)體中，TVB－2640可以將DNL降低90％。目前正在對NASH患者進(jìn)行II期臨床研究。此外，Orlistat在腫瘤細(xì)胞中表現(xiàn)出細(xì)胞抑制和細(xì)胞毒性作用，納米顆粒技術(shù)已用于提高其生物利用度和細(xì)胞毒性。GSK2194069和TVB－3166也在幾種不同的臨床前模型中抑制癌細(xì)胞增殖。

DNL抑制劑的挑戰(zhàn)

在過去的50年里，在理解DNL在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和全身能量平衡方面的生化機(jī)制和生理意義方面取得了巨大進(jìn)展。然而，新一代高選擇性和高效小分子藥物的開發(fā)和測試也揭示了一些令人驚訝的新生物學(xué)見解，這些見解對安全性、有效性和進(jìn)入臨床試驗(yàn)的聯(lián)合療法的必要性具有重要意義。

安全相關(guān)副作用

抑制DNL有幾個(gè)安全性問題。第一個(gè)也是最重要的是與胚胎發(fā)育有關(guān)的毒性，ACLY、ACC1或FAS缺陷小鼠在胚胎發(fā)育過程中死亡，而CIC缺陷以嚴(yán)重的神經(jīng)發(fā)育障礙為特征。ACC抑制劑PF－05175157還可誘導(dǎo)大鼠和兔的發(fā)育毒性，因此，避免DNL的系統(tǒng)性抑制對于保護(hù)胚胎發(fā)育至關(guān)重要。

抑制肝臟和脂肪組織等產(chǎn)脂器官中DNL的另一個(gè)主要問題是，這只是將碳重新定向到身體其他部位，而這些部位的毒性可能更大。ACC抑制劑MK－4074首次建立了這種作用的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，其劑量依賴性地增加SREBP1c和血清甘油三酯，隨后對NASH患者進(jìn)行的ND－630和PF－05221304的研究顯示了類似的效果。而PF－05221304增加的血清甘油三酯可通過聯(lián)合施用DGAT2抑制劑加以抑制，通過激活A(yù)MPK抑制ACC可降低血清甘油三酯和膽固醇效應(yīng)。因此，更好地理解這些抑制肝臟DNL的差異反應(yīng)背后的機(jī)制對于緩解潛在的不良事件非常重要。

此外，還必須考慮與DNL途徑不同步驟的阻斷相關(guān)的上游和下游后果，導(dǎo)致代謝中間產(chǎn)物的積累。例如，F(xiàn)AS的抑制導(dǎo)致丙二酰輔酶a的生成。FAS抑制導(dǎo)致的丙二酰輔酶a的增加通過mTOR的丙二�；瘬p害生理和病理血管生成。丙二�；�還涉及各種代謝途徑、組蛋白修飾和免疫細(xì)胞重編程，這表明FAS抑制可能比預(yù)期的DNL抑制表現(xiàn)出更廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。因此，當(dāng)開發(fā)DNL抑制劑作為治療方法時(shí)，考慮代謝中間體的影響是非常關(guān)鍵的。

DNL抑制／代償途徑

細(xì)胞代謝的靈活性是DNL抑制劑的另一個(gè)關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)。新陳代謝是流動(dòng)的和相互聯(lián)系的，一條途徑中的一個(gè)障礙增強(qiáng)了通過其他途徑的流量。例如，在缺氧條件下，由于葡萄糖到乙酰輔酶A的通量減少，KRAS突變已被證明為癌細(xì)胞提供了更高的清除外源性脂質(zhì)的能力，從而減少了對DNL的依賴。這表明，根據(jù)所涉及的營養(yǎng)背景和細(xì)胞類型，DNL抑制劑要高效，可能還需要針對代償機(jī)制。例如，對于正在接受ACLY抑制劑治療的患者來說，限制他們的酒精和果糖攝入量以最大限度地提高療效是否很重要？或者，使用FAS抑制劑治療癌癥的患者是否需要限制高脂肪食物？

全身／器官特異性抑制

DNL抑制劑臨床開發(fā)的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是發(fā)現(xiàn)嚙齒動(dòng)物和人類之間某些細(xì)胞的差異反應(yīng)。系統(tǒng)性ACC抑制劑PF－05175157的臨床開發(fā)就是一個(gè)例子，該抑制劑對嚙齒動(dòng)物沒有毒性，但對人的劑量遞增研究顯示血小板計(jì)數(shù)減少。隨后的研究證實(shí)血小板計(jì)數(shù)的減少是由于骨髓內(nèi)的ACC抑制，這損害了巨核細(xì)胞的成熟。

新一代肝靶向ACC抑制劑ND－630和PF－05221304避免了這種效應(yīng)。類似地，肌肉和脂肪組織中ACLY的遺傳抑制分別導(dǎo)致肌肉無力和脂肪營養(yǎng)不良，而FAS抑制與脫發(fā)有關(guān)，新一代肝導(dǎo)向ACLY和FAS抑制劑降低了這種作用。因此，迄今為止的數(shù)據(jù)表明，通過肝靶向可以安全地抑制FAS、ACC和ACLY；然而，是否能安全地在其他器官或細(xì)胞類型中長期抑制DNL仍需要進(jìn)一步研究。

小結(jié)

在過去的十年中，脂肪生成抑制劑已進(jìn)入癌癥、心血管疾病、NASH等疾病的臨床開發(fā)。這些DNL抑制劑已經(jīng)在臨床前和臨床研究中看到了治療這些疾病的潛力。未來如何平衡療效和安全性，是DNL抑制劑開發(fā)亟需解決的問題，因?yàn)樵鰪?qiáng)效力可能導(dǎo)致更大的代償性上調(diào)或毒性。

而最終，DNL抑制劑是否安全有效，足以作為單一療法使用，或?qū)⑴c其他療法聯(lián)合使用，將取決于臨床試驗(yàn)結(jié)果。在這方面，ACLY抑制劑苯丙烯二酸的研究結(jié)果令人鼓舞，它們表明，當(dāng)單獨(dú)使用或與其他護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)一起使用時(shí)，肝臟中DNL的慢性抑制是安全的。這也給了我們開發(fā)DNL抑制劑的更多的信心，它們可能成為新一類治療的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

1． Lipogenesis inhibitors： therapeutic opportunities and challenges． Nat Rev Drug Discov． 2022 Jan 14 ： 1–23．