肺癌靶向治疗迎来重大突破的同时也面临严峻挑战。KRAS G12C突变作为非小细胞肺癌的重要驱动基因，长期以来因缺乏可成药位点而被视为“不可成药靶点”。2021年，索托拉西布（Sotorasib）作为全球首个KRAS G12C抑制剂获FDA批准上市，为晚期肺癌患者带来了新的希望。然而，随之而来的间质性肺病（ILD）成为其临床应用的“阿喀琉斯之踵”，部分患者出现严重肺毒性，甚至导致死亡。由于机制不明，临床上只能采取停药这一姑息策略，严重限制了该药的广泛应用。

近日，浙江大学药学院罗沛华团队在Cell Communication and Signaling（IF=8.9，Q1）发表了题为“Off-target engagement of sotorasib with PPARγ via FABP4: a novel mechanism driving interstitial lung disease”的研究论文，首次揭示了索托拉西布诱发肺毒性的分子机制，并提出了有效的干预策略。钟鼎生物协助完成了生物素标记索托拉西布的工作，为该项目提供了充分的技术支持。

作者的研究核心是证明索托拉西布通过脱靶效应结合PPARγ引发肺毒性。而小分子生物素标记及pull-down实验正是为验证这种结合提供直接实验数据。该技术不仅解决了“索托拉西布是否直接结合PPARγ”这一核心问题，也为后续筛选FABP4抑制剂提供了靶点可信度，是整项研究从“相关性”走向“因果性”的关键转折点。

毒性表型确认——索托拉西布诱发肺上皮细胞凋亡与纤维化

研究团队通过构建小鼠长期给药模型，首次在体内证实索托拉西布可诱发典型的间质性肺病病理特征。H&E染色显示肺泡结构塌陷、间隔增厚和炎症细胞浸润（图1B-C），Masson三色染色证实肺纤维化形成（图1D）。免疫组化检测发现中性粒细胞标志物MPO和巨噬细胞标志物F4/80表达显著上调（图1E-F），纤维连接蛋白（FN）在肺泡区域沉积增加（图1G）。体外实验表明，索托拉西布可剂量依赖性地诱导人源（BEAS-2B）和小鼠源（TC-1）肺上皮细胞凋亡，这一效应可被广谱caspase抑制剂Z-VAD-FMK逆转（图1I-L）。Western blot和TUNEL染色进一步在体内外验证了索托拉西布通过激活c-PARP和c-CASP3诱导肺上皮细胞凋亡（图1J-N）。

机制探索——PPARγ信号通路异常激活是关键原因

为探究索托拉西布肺毒性的深层机制，研究人员对小鼠肺组织进行转录组学分析。KEGG富集分析显示PPAR信号通路变化最为显著（图2A），GSEA分析进一步确认该通路在索托拉西布处理后显著富集（图2B）。qRT-PCR验证了多个PPAR下游基因在体内外均显著上调（图2C-D）。通过siRNA沉默不同PPAR亚型发现，只有PPARγ的缺失能显著逆转索托拉西布诱导的细胞凋亡（EMT）（图2E-I），表明PPARγ的激活是索托拉西布肺毒性的关键驱动因素。

下游解析——CPT1B介导线粒体脂代谢紊乱与ROS爆发

脂质代谢组学分析显示，索托拉西布显著扰乱肺上皮细胞的脂代谢平衡（图3A-B）。在PPARγ下游的多个脂代谢关键酶中，CPT1B被鉴定为核心效应因子。沉默CPT1B可显著逆转索托拉西布引起的细胞凋亡（图3D-F），而其他酶类无此效应。机制上，CPT1B作为线粒体脂肪酸β-氧化的限速酶，其过表达导致活性氧（ROS）大量产生（图3I-J），进而驱动肺上皮细胞凋亡程序。

结合模式——索托拉西布直接结合PPARγ的Thr325位点

如果索托拉西布可能通过“脱靶效应”直接激活PPARγ信号通路，从而诱发肺毒性。那么如何证明呢？作者首先通过分子对接模拟发现索托拉西布可直接与PPARγ蛋白结合 ，其结合能力与经典激动剂罗格列酮相当（图4C）。接着通过合成生物素标记的索托拉西布（Bio-Soto）并进行pull-down实验，将索托拉西布与肺组织或细胞裂解液中的蛋白共同孵育，通过链霉亲和素磁珠捕获与药物结合的蛋白，证实两者存在直接相互作用（图4D-E）。这一结果与分子对接模拟（图4C）相互印证，表明索托拉西布的结合能力与已知PPARγ激动剂罗格列酮相当。进一步的位点突变实验显示，Thr325是索托拉西布结合的关键位点，该位点的缺失会显著降低PPARγ的转录活性及其下游CPT1B的表达（图4F-J）。

靶点验证——FABP4介导索托拉西布的核转位过程

机制研究表明，FABP4在索托拉西布诱导的肺毒性中扮演关键角色。免疫组化和qRT-PCR结果显示，索托拉西布处理后肺组织和上皮细胞中FABP4表达显著上调（图5A）。免疫荧光分析进一步发现FABP4核转位明显增强（图5B-C）。功能实验证实，沉默FABP4可显著减轻索托拉西布诱导的肺上皮细胞凋亡（图5D），并降低PPARγ转录活性（图5E-F），表明FABP4介导了索托拉西布的核转位过程。基于上述发现，团队筛选出天然FABP4抑制剂金丝桃苷（hyperoside）（图5G）。体外实验显示，金丝桃苷能够有效抑制FABP4表达，逆转索托拉西布诱导的细胞凋亡（图5H）并降低PPARγ转录活性（图5I-J）。

干预策略——FABP4抑制剂金丝桃苷有效缓解肺毒性

进一步的体内实验表明，金丝桃苷联用可显著改善索托拉西布引起的肺组织损伤、纤维化和炎症细胞浸润（图6B-F），同时降低肺上皮细胞凋亡水平（图6G-H）。机制上，金丝桃苷通过抑制FABP4表达，阻断了PPARγ-CPT1B轴的异常激活（图6I-J）。

总结展望

本研究首次完整揭示了索托拉西布通过“FABP4-PPARγ-CPT1B”信号轴诱发间质性肺病的分子机制，不仅解决了该领域的重要科学问题，更提出了金丝桃苷作为联合用药策略的临床转化价值，为优化靶向药物安全性提供了创新思路。

原文链接： https://doi.org/10.1186/s12964-025-02425-3

相关服务