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靶向mitoNEET调控线粒体氧化还原稳态:抑制肌成纤维细胞分化的新型抗肺纤维化策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Free Radical Biology and Medicine 7.1
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特发性肺纤维化(IPF)的病理核心是肌成纤维细胞过度分化导致的细胞外基质(ECM)沉积。韩国研究团队发现线粒体外膜蛋白mitoNEET(CISD1)通过调控铁硫簇和活性氧(ROS)水平驱动TGF-β诱导的肌成纤维细胞分化。采用药物抑制和shRNA敲低证实靶向mitoNEET可恢复线粒体氧化还原平衡,为IPF治疗提供新靶点。该成果发表于《Free Radical Biology and Medicine》。
肺纤维化如同肺部结出的"疤痕",让呼吸逐渐变成奢侈。特发性肺纤维化(IPF)患者确诊后平均仅存活3-5年,这种致命疾病的核心在于肌成纤维细胞疯狂分泌细胞外基质(ECM),最终导致肺组织"水泥化"。虽然转化生长因子-β(TGF-β)是公认的纤维化驱动因子,但隐藏在背后的线粒体奥秘尚未完全揭开。韩国科研团队将目光投向一个特殊的线粒体外膜蛋白——mitoNEET(又称CISD1),这个携带铁硫(Fe-S)簇的"分子开关"如何调控纤维化进程,成为破解IPF治疗困境的新线索。
研究揭示,TGF-β刺激会显著提升肺成纤维细胞中mitoNEET的mRNA和蛋白水平。当研究人员使用特异性抑制剂NL-1或shRNA敲低mitoNEET时,肌成纤维细胞标志物α-SMA的表达明显受抑,伴随线粒体ROS水平下降。这证实mitoNEET通过氧化还原调控机制参与纤维化进程,犹如细胞内的"氧化还原 thermostat"。该发现为开发靶向mitoNEET的IPF治疗策略奠定理论基础,相关成果发表于《Free Radical Biology and Medicine》。
关键技术包括:1)从野生型小鼠分离原代肺成纤维细胞;2)采用TGF-β1诱导肌成纤维细胞分化模型;3)药物抑制(mitoNEET Ligand-1)与基因干预(shRNA敲低)双验证;4)线粒体ROS检测技术;5)qPCR和Western blot分析基因蛋白表达。
【TGF-β刺激诱导mitoNEET表达】
TGF-β处理使肺成纤维细胞mitoNEET表达显著上调,提示该蛋白可能作为TGF-β下游效应分子。线粒体功能检测显示,伴随mitoNEET升高,线粒体形态和膜电位发生特征性改变。
【抑制mitoNEET改善氧化还原稳态】
药理抑制或基因沉默mitoNEET后,TGF-β诱导的α-SMA和胶原蛋白I表达显著降低。关键发现是mito-TEMPO(线粒体靶向抗氧化剂)可模拟mitoNEET抑制效果,证实其作用依赖于ROS调控。
【讨论与结论】
研究首次阐明mitoNEET通过"铁硫簇-ROS"轴调控肌成纤维细胞分化的分子机制。在IPF病理环境下,mitoNEET过表达导致线粒体铁超载和ROS爆发,形成促纤维化正反馈循环。该发现不仅拓展了对线粒体在纤维化中作用的认识,更提供了通过小分子药物精准调控线粒体氧化还原的治疗新思路。作者团队特别指出,针对mitoNEET结构的药物设计需兼顾其对铁硫簇稳定性的影响,以避免潜在副作用。
这项由韩国国家研究基金会(NRF)资助的研究,为破解IPF治疗困境提供了原创性靶点。正如通讯作者Su Wol Chung强调的:"mitoNEET如同纤维化进程中的氧化还原'守门人',调控其活性可能成为逆转肺'疤痕化'的关键钥匙。"未来研究将聚焦于开发特异性更高的mitoNEET调节剂,并探索其在其他器官纤维化中的普适性价值。
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