m6A 调控 ECA39:慢性肾病肾纤维化治疗的新希望

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research 4.6

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  为探究 ECA39 在慢性肾病(CKD)中的作用,研究人员以单侧输尿管梗阻(UUO)小鼠模型和 TGF-β1 处理的 HK-2 细胞为研究对象。结果发现抑制 ECA39 可抑制糖酵解和上皮 - 间质转化(EMT),减轻肾纤维化,为 CKD 治疗提供新靶点。

  
慢性肾病(CKD)是一种常见且不可逆的疾病,就像一颗隐藏在身体里的 “定时炸弹”,悄无声息地威胁着人们的健康。肾脏作为人体重要的代谢器官,一旦出现问题,后果不堪设想。肾纤维化是 CKD 的关键病理表现,是众多患者走向肾衰竭的 “导火索”。目前,尽管对肾纤维化的研究不断深入,但仍缺乏有效的治疗手段,探寻新的治疗靶点迫在眉睫。

已有研究表明,代谢重编程在肾纤维化进程中扮演着重要角色。正常情况下,肾小管上皮细胞维持着能量代谢的平衡,可一旦肾脏受伤,细胞就像脱缰的野马,代谢发生重编程,糖酵解成为能量的主要来源,还会催生大量促纤维化因子,加速肾纤维化。而 ECA39 作为一个参与细胞行为调控的基因,在代谢重编程和上皮 - 间质转化(EMT,一种细胞在特定条件下失去上皮细胞特征、获得间质细胞特性的过程,与肾纤维化发展密切相关)中似乎有着潜在作用,但它在 CKD 中的角色却一直迷雾重重。与此同时,RNA 甲基化修饰,尤其是 N6- 甲基腺苷(m6A)修饰,对基因表达调控至关重要,其中胰岛素样生长因子 2 结合蛋白 2(IGF2BP2)作为 m6A “阅读器”,虽已知其与肾纤维化有关,可在 CKD 中对糖酵解的影响尚不明确。

为了揭开这些谜团,中国医科大学的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们通过一系列实验,发现抑制 ECA39 能够抑制糖酵解和 EMT 过程,进而缓解 CKD 中的肾纤维化。这一发现为 CKD 的治疗开辟了新的方向,意味着 ECA39 有望成为治疗 CKD 的潜在靶点,为无数患者带来新的希望。该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》上。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们借助公共数据库(如 Gene Expression Omnibus 数据库中的 GSE66494、GSE149918 数据集)挖掘分析相关基因的表达数据;构建了单侧输尿管梗阻(UUO)小鼠模型模拟肾纤维化,同时用转化生长因子 -β1(TGF-β1)处理人近端肾小管上皮细胞(HK-2)诱导细胞损伤模型;还利用实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测基因表达水平 。

ECA39 在 CKD 中表达增加


研究人员首先分析公共数据库中的数据,发现与正常肾脏组织相比,CKD 患者肾脏中 ECA39 的表达明显上调,而其旁系同源基因 ECA40 的表达变化并不显著。在 UUO 小鼠的肾脏组织中,同样观察到 ECA39 表达显著增加。随后,通过 UUO 手术建立 CKD 动物模型,进一步验证了这一结果。这表明 ECA39 的表达变化与 CKD 的发生发展密切相关,为后续研究奠定了基础。

抑制 ECA39 减轻 UUO 小鼠肾纤维化


在 UUO 手术前 14 天,研究人员通过尾静脉注射表达 ECA39 shRNA 的腺相关病毒 9 型(AAV9)来抑制 ECA39 的表达。术后 7 天发现,抑制 ECA39 可减轻 UUO 诱导的肾脏损伤。具体表现为肾脏中中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)表达降低,血清肌酐和血尿素氮(BUN)水平下降,这意味着肾脏功能得到改善。同时,肾脏组织中胶原蛋白 I、α- 平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和波形蛋白表达减少,而 E - 钙黏蛋白表达增加,表明肾纤维化程度减轻。这一结果直接证明了抑制 ECA39 对肾纤维化具有缓解作用。

抑制 ECA39 抑制 HK-2 细胞糖酵解和 EMT


研究人员用 TGF-β1 处理 HK-2 细胞构建细胞损伤模型,在此模型中敲低 ECA39。结果发现,ECA39 敲低抑制了细胞的糖酵解过程,血清乳酸水平降低,ATP 生成增加,糖酵解相关指标己糖激酶 2(HK2)、磷酸果糖激酶肌肉型(PFKM)、丙酮酸激酶 M2 型(PKM2)、丙酮酸脱氢酶激酶 1(PDK1)和乳酸脱氢酶 A(LDHA)的表达受到抑制。同时,ECA39 敲低还抑制了 EMT 过程,表明抑制 ECA39 在细胞水平同样能起到抑制糖酵解和 EMT 的作用,进一步支持了其对肾纤维化的改善效果。

m6A 修饰调控 ECA39 的机制


研究发现,TGF-β1 处理会增加 ECA39 mRNA 的 m6A 修饰。敲低 m6A “阅读器” IGF2BP2 后,ECA39 mRNA 稳定性下降,这说明 IGF2BP2 对维持 ECA39 mRNA 的稳定性至关重要。同时,IGF2BP2 敲低降低了 HK-2 细胞中的乳酸含量,抑制了 EMT 过程,而过表达 ECA39 则可逆转这些效应。这一系列实验初步揭示了 m6A 修饰对 ECA39 mRNA 的调控机制,以及 IGF2BP2 在其中的关键作用。

综上所述,该研究首次证实抑制 ECA39 可通过抑制糖酵解和 EMT 来减轻 CKD 中的肾纤维化。这一发现不仅揭示了 ECA39 在 CKD 中的关键作用,还初步阐明了其背后由 m6A 修饰调控的分子机制,为 CKD 的治疗提供了全新的潜在靶点和理论依据,为未来开发更有效的治疗策略指明了方向,在慢性肾病研究领域具有重要的理论和临床意义。

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