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KD025は肺内皮細胞のバイオエネルギーをシフトし、ベースライン肺透過性を低下させる
KD025 Shifts Pulmonary Endothelial Cell Bioenergetics and Decreases Baseline Lung Permeability.
PMID: 32628869 DOI: 10.1165/rcmb.2019-0435OC.
抄録
KD025は、現在、線維性肺疾患の治療薬として臨床試験が行われているROCK2阻害薬である。KD025の治療効果は、その一部が線維化経路および脂肪代謝の阻害によるものである。しかし、肺胞毛細血管膜の破壊が線維性肺疾患の主要な死因を構成しているという証拠にもかかわらず、KD025が肺微小血管内皮細胞（PMVEC）の機能に影響を与えるかどうかは不明である。我々は、KD025がPMVECの代謝、pH、遊走および生存を制御しているという仮説を立てたが、これは肺のバリアの完全性を決定する一連の相互に関連した機能特性である。我々は、Sprague Dawleyラットから分離されたPMVECを使用した。KD025は用量依存的に乳酸産生およびグルコース消費を減少させた。KD025の阻害効果は、2-デオキシグルコース（2DG）、細胞外アシドーシス、ジクロロアセテートおよびレモグリフロジンを含む他の代謝調節剤と比較して、より強力であった。興味深いことに、KD025は酸化的リン酸化を増加させたが、2DGは増加させなかった。また、KD025は細胞内pHを低下させ、アニオン交換体2の代償的な増加を誘導した。KD025はPMVECの遊走を阻害したが、ファスーディル（非特異的ROCK阻害剤）は阻害しなかった。ブレオマイシン肺線維症モデルにおいて、エバンスブルー色素を用いてin vivoで内皮透過性を試験した。ベースライン透過性は、KD025処置した動物において、ブレオマイシン処置とは無関係に減少した。低酸素下では、KD025はLDH放出およびヨウ化プロピジウム取り込みの増加とATPの減少によって示されるようにPMVECの壊死を増加させたが、アネキシンVの結合には影響を与えなかった。また、ROCK2のノックダウンは、PMVECの代謝、pHおよび移動には影響を与えなかったが、非アポトーシス性のカスパーゼ-3活性を増加させた。以上の結果から、KD025は酸化的リン酸化を促進し、解糖、細胞内pH、遊走を減少させ、ROCK2に依存しない方法で肺バリアの完全性を強化することが報告された。
KD025 is a ROCK2 inhibitor currently being tested in clinical trials for treatment of fibrotic lung diseases. The therapeutic effects of KD025 are partly due to its inhibition of profibrotic pathways and fat metabolism. However, whether KD025 affects pulmonary microvascular endothelial cell (PMVEC) function is unknown, despite evidence that alveolar capillary membrane disruption constitutes major causes of death in fibrotic lung diseases. We hypothesized that KD025 regulates PMVEC metabolism, pH, migration and survival, a series of inter-related functional characteristics that determine pulmonary barrier integrity. We used PMVECs isolated from Sprague Dawley rats. KD025 dose-dependently decreased lactate production and glucose consumption. The inhibitory effect of KD025 was more potent compared to other metabolic modifiers, including 2-deoxy-glucose (2DG), extracellular acidosis, dichloroacetate and remogliflozin. Interestingly, KD025 increased oxidative phosphorylation, while 2DG did not. KD025 also decreased intracellular pH and induced a compensatory increase in anion exchanger 2. KD025 inhibited PMVEC migration, but fasudil (non-specific ROCK inhibitor) did not. We tested endothelial permeability in vivo using Evans Blue dye in the bleomycin pulmonary fibrosis model. Baseline permeability was decreased in KD025-treated animals independent of bleomycin treatment. Under hypoxia, KD025 increased PMVEC necrosis as indicated by increased LDH release and propidium iodide uptake and decreased ATP; it did not affect Annexin V binding. ROCK2 knockdown had no effect on PMVEC metabolism, pH and migration, but it increased non-apoptotic caspase-3 activity. Together, we report that KD025 promotes oxidative phosphorylation, decreases glycolysis, intracellular pH and migration, and strengthens pulmonary barrier integrity in a ROCK2 independent manner.