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肝纤维化是慢性肝损伤的严重后果,其特征为细胞外基质(ECM)过度沉积。为探究 Fibulin-1 在肝纤维化中的作用,研究人员通过体内外实验发现,Fibulin-1 抑制可缓解肝纤维化,其机制与 p38 MAPK 通路有关。该研究为肝纤维化治疗提供了新靶点116。
在人体的肝脏健康领域,肝纤维化一直是个令人头疼的难题。肝纤维化就像是肝脏的一场 “内乱”,由于慢性肝损伤,肝脏内的细胞外基质(ECM)开始过度生产和沉积,其中包括胶原蛋白和弹性蛋白。这不仅破坏了肝脏原本的正常结构,还严重影响了它的功能。以往的研究发现,肝纤维化甚至肝硬化在消除病因后有逆转的可能,这给人们带来了一丝希望,但目前仍缺乏有效的治疗方法。而细胞外基质结构在纤维化过程中起着关键作用,干预其异常重塑过程成为预防肝纤维化的潜在策略。弹性蛋白作为细胞外基质的重要组成部分,其稳定状态与肝纤维化的发展和逆转密切相关。Fibulin-1 作为一种能参与弹性蛋白组装并促进其稳定的蛋白,在肺纤维化等疾病中已有研究,但它在肝纤维化中的作用却一直是个谜。于是,来自首都医科大学相关研究机构的研究人员决心揭开这个谜团,开展了一系列关于 Fibulin-1 在肝纤维化中作用的研究。
研究人员通过构建四氯化碳(CCl4)诱导的肝纤维化和逆转小鼠模型,同时收集患者的肝脏组织和血浆样本进行研究。运用蛋白质组学分析、转录组分析、RNA 测序(RNA-seq)等技术手段,深入探究 Fibulin-1 在肝纤维化中的作用机制23。
研究结果表明:
- Fibulin-1 与肝纤维化密切相关:在CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型中,随着纤维化的发展,Fibulin-1 表达显著上调,而在纤维化逆转阶段,其表达又持续下降。在慢性肝炎 B(CHB)和代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)诱导的肝硬化患者肝脏组织中,也观察到 Fibulin-1 的沉积,且患者血浆中 Fibulin-1 水平明显高于健康人45。
- 激活的肝星状细胞(HSCs)促进 Fibulin-1 表达:用转化生长因子 -β1(TGF-β1)处理 HSCs 后,α-SMA、弹性蛋白和 I 型胶原蛋白等纤维化相关蛋白表达增加,同时 Fibulin-1 在 mRNA 和蛋白水平均上调,且 Fibulin-1 与 α-SMA 在肝硬化患者肝脏样本中共定位67。
- Fibulin-1 缺乏抑制 HSCs 激活和 ECM 成分表达:在体外实验中,敲低 LX-2 细胞中的 Fibulin-1,显著抑制了 α-SMA、弹性蛋白、COL1A1 和 MMP-2 等 mRNA 的表达;过表达 Fibulin-1 则导致纤维化相关基因水平升高。在含有 TGF-β1 的促纤维化微环境中,Fibulin-1 缺乏使纤维化相关标记蛋白水平降低,而过表达则使其升高89。
- p38 MAPK 通路参与 Fibulin-1 对肝纤维化的调控:对转染 Fibulin-1-siRNA 并经 TGF-β1 处理的 LX-2 细胞进行 RNA 测序分析,发现差异表达基因(DEGs)富集于 MAPK 信号通路。进一步研究表明,p38 MAPK 通路在 Fibulin-1 对肝纤维化的调控中起重要作用,p38 抑制剂可减弱 Fibulin-1 过表达诱导的纤维化相关蛋白表达增加1011。
- 抑制 Fibulin-1 减轻体内肝纤维化:在体内实验中,利用腺相关病毒 8(AAV8)-Fibulin-1-shRNA 敲低CCl4诱导的纤维化模型小鼠的 Fibulin-1 表达,结果显示,小鼠肝脏炎症细胞浸润和巨噬细胞减少,纤维化间隔变薄,胶原蛋白纤维减少,血清 ALT 水平下降,不溶性弹性蛋白含量降低,同时纤维化相关标记物表达下调,p38 的磷酸化水平也显著降低1213。
- Fibulin-1D 促进 HSCs 激活:研究发现,在肝纤维化模型小鼠中,Fibulin-1D 的 mRNA 水平升高,而 Fibulin-1C 的表达无明显变化。构建 Fibulin-1D / 弹性蛋白包被的培养模型后发现,与单独用弹性蛋白培养的 HSCs 相比,用弹性蛋白和 Fibulin-1D 共同培养的 HSCs 中,Acta2 和纤维化相关基因的 mRNA 水平显著升高1415。
在讨论部分,研究人员指出,ECM 重塑与肝纤维化的可逆性密切相关,Fibulin-1 作为 ECM 结构的稳定因子,在肝纤维化中起着关键作用。Fibulin-1 不仅参与弹性蛋白的组装和成熟,还通过 p38 MAPK 通路直接调节 HSCs 的激活。虽然该研究存在一些局限性,如需要更多人体样本分析 Fibulin-1 与肝纤维化阶段的临床相关性,需用原代 HSCs 进一步验证研究结果,以及探索 HSC 特异性 Fibulin-1 敲除小鼠等,但总体而言,这项研究为肝纤维化的治疗提供了新的潜在靶点,即抑制 Fibulin-1 可能成为缓解肝纤维化进展的有效治疗策略,为未来肝纤维化的治疗开辟了新的方向。该研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》上,为相关领域的研究提供了重要的参考依据。