エゼチミブ：IPF患者の生存率・肺機能改善可能性
Lee, Chanho, Se Hyun Kwak, Jisu Han, Ju Hye Shin, Byunghun Yoo, Yu Seol Lee, Jeong Su Park, ほか. 「Repositioning of Ezetimibe for the Treatment of Idiopathic Pulmonary Fibrosis」. European Respiratory Journal 63, no. 5 (2024年5月): 2300580. https://doi.org/10.1183/13993003.00580-2023.
背景
私たちは以前、Niemann-Pick C1様細胞内コレステロール輸送体1の阻害剤であり、欧州医薬品庁（EMA）承認の脂質低下薬であるエゼチミブが強力なオートファジー活性化剤であることを発見しました。しかし、エゼチミブの肺線維症に対する有効性はまだ評価されていません。この研究の目的は、エゼチミブが特発性肺線維症に対する治療効果を持つかどうかを明らかにすることです。
方法
ヒトおよびマウスから分離した一次肺線維芽細胞を用いて、機構的なin vitro実験を行いました。ヒト肺線維芽細胞のmRNAシーケンシングおよび遺伝子セットエンリッチメント解析を実施し、エゼチミブの治療メカニズムを探りました。in vivoでの薬剤の有効性を検証するために、ブレオマイシン誘発肺線維症マウスモデルを使用しました。オートファジーフラックスを測定するために、タンデム蛍光タグ付き微小管関連タンパク質1軽鎖3トランスジェニックマウスを使用しました。最後に、3つの異なる病院から特発性肺線維症患者の医療記録を遡及的に調査し、生存率および肺機能に関する解析を行い、エゼチミブの利益を判断しました。
結果
エゼチミブは、細胞内コレステロール分布を微細に制御することで、メカニスティックターゲットオブラパマイシン複合体1–オートファジー軸を回復させ、筋線維芽細胞分化を抑制しました。
この過程で潜在的なオートファジー基質として血清応答因子が主要な下流効果因子として特定されました。同様に、エゼチミブは、メカニスティックターゲットオブラパマイシン複合体1の活性を抑制し、マウスの肺サンプルで観察されたようにオートファジーフラックスを増加させることにより、ブレオマイシン誘発肺線維症を改善しました。定期的にエゼチミブを使用していた特発性肺線維症患者は、全死亡率および肺機能低下率の減少を示しました。
結論
本研究は、エゼチミブが特発性肺線維症の潜在的な新規治療薬であることを示しています。
序文要約
特発性肺線維症 (IPF) は、過剰な細胞外マトリックス沈着と線維化による構造の歪みを特徴とする慢性進行性で致命的な間質性肺疾患です。
近年の治療の進歩にもかかわらず、IPFの予後は悪く、診断後の中央値生存期間は2〜4年です。
2つの抗線維化薬、ピルフェニドンとニンテダニブは、IPFの進行と死亡率を遅らせますが、IPF患者の約40〜70％が副作用を経験し、耐容性が低下します。
病気の重篤さと致死性を考えると、肺移植以外に有効な治療法がないため、IPFの新薬の探索が急務です。
最近の研究で、線維化した肺におけるオートファジー活動の破壊が確認されました。
IPF患者の肺組織では、微小管関連タンパク質軽鎖3B（LC3B）およびBeclin1のレベルが低下していることが示されました。
また、LC3B、オートファジー関連4Bシステインペプチダーゼ、およびオートファジー関連7タンパク質の遺伝的欠損が肺線維症を悪化させる一方で、オートファジーターゲット遺伝子の調節因子である転写因子EBの過剰発現が線維症を防ぐことが示されました。
これらの研究により、オートファジーと肺線維症の病因との関係が明らかになりましたが、線維症中に蓄積するオートファジー基質は未だ不明であり、IPF治療標的の特定が困難です。
私たちは以前、Niemann–Pick C1様細胞内コレステロール輸送体1（NPC1L1）を阻害する欧州医薬品庁承認の脂質低下薬であるエゼチミブを潜在的なオートファジー活性化剤として特定しました。
エゼチミブは小腸でNPC1L1を阻害することでコレステロール輸送を抑制しますが、全身的な効果もあります。
エゼチミブ治療は、in vitroおよびin vivoの非アルコール性脂肪肝炎モデルでAMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）とオートファジーの両方を活性化しました。
また、エゼチミブが同じメカニズムで脂肪細胞における脂質蓄積を改善することを発見しました。
エゼチミブの肺線維症に対する有効性はまだ評価されていません。
したがって、本研究では、IPF患者の医療記録と2つの前臨床モデルを使用して、エゼチミブのIPFに対する有効性を評価しました。
トランスフォーミング成長因子（TGF）β1で活性化された一次肺線維芽細胞
ブレオマイシン誘発肺線維症マウスモデル
エゼチミブはヒトおよびマウスの肺線維芽細胞における筋線維芽細胞の分化を抑制する
エゼチミブの効果を明らかにするために、マウスおよびヒトの肺組織から一次肺線維芽細胞を分離し、TGFβ1で刺激した後、エゼチミブを増加する用量と期間で共投与しました。TGFβ1で処理されたヒト肺線維芽細胞（hLFs）は、筋線維芽細胞の表現型を示し、α1型1コラーゲン（COL1A1）の増加を示しました（図1a、補足図S1a）。エゼチミブはこの効果を用量および時間依存的に消失させました。20μMのエゼチミブを24時間処理することで、活性化された線維芽細胞は陰性対照と同じ状態に戻りました。この効果は主に転写レベルで発現しているようで、COL1A1および平滑筋α2アクチン（ACTA2）の転写物もエゼチミブによって用量および期間に比例して抑制されました（図1b、補足図S1b）。この抗線維化効果はマウスの肺線維芽細胞（mLFs）およびhLFsの両方で示され（補足図S1c–f）、エゼチミブの用量はどちらにも細胞毒性を示しませんでした（補足図S1g）。
Discussion要約
本研究は、IPF患者と実験的肺線維症動物モデルにおけるエゼチミブ治療の包括的な調査である。
in vitroのトランスクリプトミクス解析で、エゼチミブが筋線維芽細胞の分化を抑制し、さまざまな線維化関連遺伝子の発現を抑え、オートファジー関連遺伝子の発現を増加させることを示した。
蛍光標識LC3BトランスジェニックmLFsを使用して、エゼチミブがオートファジーフラックスを増加させることを示した。
エゼチミブは線維化転写因子SRFをオートファジー基質として分解することが確認された。
エゼチミブがオートファジーを調節する上流メカニズムはリソソームコレステロール–mTORC1経路であることを特定した。
mTORC1–オートファジー–SRF軸がエゼチミブのメカニズム経路であり、野生型およびトランスジェニック肺線維症マウスモデルで一貫した結果を示した。
エゼチミブを使用することでIPF患者の生存率と肺機能が改善される可能性があることを示した。
本研究の観察結果は、肺線維症におけるオートファジー活性が低下していることを報告する最近の研究と一致している。
TGFβ1活性化筋線維芽細胞およびIPF患者のhLFsでオートファジーフラックスの減少が観察された。
エゼチミブはオートファジー活性化剤として、TGFβ1処理された肺線維芽細胞およびIPF患者のhLFsで低下したオートファジーフラックスを回復させた。
オートファジーが肺線維症において抗線維化役割を果たすことが広く受け入れられているが、いくつかの研究では線維化促進的なオートファジー活性を強調している。
エゼチミブはオートファジーフラックスを活性化し、線維化した肺の筋線維芽細胞で抗線維化効果を発揮した。
SRFはオートファジーによって分解される線維化促進転写因子であり、SRFの分解が肺線維症を防ぐことが確認された。
エゼチミブはmTORC1阻害を通じてオートファジーを活性化することが知られており、その効果はリソソームコレステロール分布の制御によるものであることが示唆された。
エゼチミブの抗線維化メカニズムは、他の脂質低下薬、特にスタチンが肺線維症において潜在的な治療効果を持つ可能性を示唆している。
IPF患者の肺胞上皮細胞もオートファジーが低下していることから、エゼチミブが多様な細胞型に有益な効果を持つ可能性が示唆された。
本研究はIPFの新薬探索において、エゼチミブが有望な候補であることを示している。
しかし、回顧的な臨床データには交絡因子が含まれている可能性があり、選択バイアスや薬物遵守を確認できないという制限がある。
エゼチミブの有効性を検証するためには、ランダム化臨床試験が必要である。