人经血源干细胞分泌ECM1通过LRP1α-FoxO1/mTOR通路靶向改善肝纤维化的机制研究

本研究针对肝纤维化治疗中细胞疗法机制不明的关键问题，揭示了人经血源干细胞(MenSCs)通过分泌细胞外基质蛋白1(ECM1)直接结合低密度脂蛋白受体相关蛋白1α(LRP1α)，抑制AKT/mTOR并激活FoxO1信号通路，从而调控嘧啶/嘌呤代谢以缓解肝纤维化的新机制。该发现为基于MenSCs的靶向药物开发提供了理论依据。

　　

肝纤维化作为慢性肝病的共同病理结局，目前缺乏有效治疗手段。尽管间充质干细胞(MSCs)疗法显示出潜力，但其核心作用分子与机制仍不明确。尤其值得注意的是，肝星状细胞(HSC)活化导致的细胞外基质(ECM)过度沉积是纤维化的关键环节，而转化生长因子β1(TGFβ1)驱动的自分泌循环更使这一过程难以阻断。现有研究虽发现肝细胞分泌的ECM1具有抗纤维化作用，但外源性ECM1在体内易降解且靶向性差，制约了其临床应用。

针对这一系列科学难题，浙江大学医学院附属第一医院的研究团队聚焦于具有非侵入性获取优势的人经血源干细胞(MenSCs)，通过多组学分析和基因工程技术，首次揭示MenSCs分泌的ECM1可通过LRP1α-FoxO1/mTOR轴改善肝纤维化的全新机制。该成果发表于《Stem Cell Research & Therapy》，为开发基于MenSCs的精准抗纤维化疗法提供了重要理论支撑。

研究主要采用以下关键技术：1) 构建CCl₄诱导的小鼠肝纤维化模型；2) 通过慢病毒载体实现MenSCs中ECM1的过表达(ove-ECM1)和敲降(sh-ECM1)；3) 采用免疫共沉淀(Co-IP)和邻近连接实验(PLA)验证ECM1-LRP1α相互作用；4) 利用AAV8-shRNA构建肝特异性LRP1敲除小鼠；5) 非靶向代谢组学分析代谢通路变化；6) 多重免疫荧光技术定位信号分子。

研究结果部分：

MenSCs分泌的ECM1是抗纤维化关键效应分子
通过质谱分析MenSCs条件培养基，鉴定出ECM1为Top5纤维化相关蛋白。体外实验显示，重组ECM1(rec-ECM1)可剂量依赖性抑制TGFβ1诱导的HSC活化标志物α-SMA、COL1A1表达，但在小鼠模型中因代谢快而失效。通过构建ove-ECM1-MenSCs，显著改善了CCl₄小鼠的肝功能指标(ALT/AST降低35%)和胶原沉积(Masson染色减少42%)，而ECM1敲降则逆转了MenSCs的保护作用。

ECM1-LRP1α互作的结构基础
质谱鉴定发现LRP1是ECM1的结合蛋白。截断实验证实ECM1的N端(1-177aa)与LRP1α的配体重复序列4(3285-3872aa)直接结合，PLA实验显示该互作主要发生在HSC膜表面。值得注意的是，LRP1β亚基不参与这一相互作用。

LRP1是MenSCs疗效的必要条件
在LRP1敲除的LX-2细胞中，ove-ECM1-MenSCs失去抑制α-SMA表达的能力。AAV8介导的肝特异性LRP1敲除小鼠中，MenSCs移植无法改善纤维化指标，证实ECM1-LRP1α轴是治疗效应的核心机制。

代谢重编程与信号通路调控
代谢组学显示ove-ECM1-MenSCs显著提升肝内嘧啶(如尿苷5'-单磷酸)和嘌呤代谢物水平。机制上，ECM1-LRP1α通过抑制AKT/mTOR磷酸化(降低60%)和激活FoxO1(表达量增加2.1倍)双重调控代谢通路。多重免疫荧光证实，FoxO1信号特异性富集于α-SMA⁺的活化HSC中。

MenSCs的转录组重塑
RNA测序发现ECM1敲降导致MenSCs中WNT2B、BMP4等抗纤维化因子下调，同时促炎因子CXCL12表达升高，提示ECM1还通过调控MenSCs自身分泌谱发挥协同作用。

结论与讨论：
该研究首次阐明MenSCs通过ECM1-LRP1α-FoxO1/mTOR轴改善肝纤维化的分子机制，突破性地解决了外源性ECM1体内不稳定的技术瓶颈。其科学价值体现在三方面：1) 发现LRP1α是ECM1的新型受体，拓展了对ECM1生物学功能的认识；2) 揭示嘧啶/嘌呤代谢重编程是抗纤维化的关键效应途径；3) 为优化MenSCs疗法提供了ECM1基因修饰这一精准策略。临床转化方面，该研究为开发基于MenSCs的"细胞-蛋白"协同疗法奠定了理论基础，尤其对酒精性肝病和代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)等缺乏有效药物的慢性肝病具有重要应用前景。