可溶性α-Klotho通过抑制内皮-间质转化保护皮肤微血管内皮细胞抗纤维化

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:Tissue and Cell 2.7

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  本研究针对皮肤纤维化关键机制——内皮-间质转化(EndMT),首次揭示可溶性α-Klotho(sKL)通过调控TGFβ1信号通路,有效维持人皮肤微血管内皮细胞(H-dMVECs)的内皮表型,抑制α-SMA、COL1A1等肌成纤维标志物表达,为系统性硬化症等纤维化皮肤病提供新型治疗靶点。

  

皮肤作为人体最大的器官,其纤维化病变是系统性硬化症(SSc)、瘢痕疙瘩等疾病的共同病理特征。在这些疾病中,原本静止的微血管内皮细胞会经历一场"身份危机"——通过内皮-间质转化(EndMT)过程,逐渐丧失CD31、VE-cadherin等内皮标志,转而表达α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和I型胶原(COL1A1)等肌成纤维细胞标志物,最终导致皮肤变硬、失去弹性。这种细胞"叛变"现象已被证实由转化生长因子β1(TGFβ1)主导,但如何有效阻断这一过程仍是临床难题。

近年来,抗衰老蛋白α-Klotho的两种存在形式引起学界关注:作为膜蛋白协助成纤维细胞生长因子23(FGF23)信号传导,以及作为可溶性蛋白(sKL)独立发挥多种保护作用。虽然sKL在肾脏、心脏等器官的纤维化中展现出抑制作用,但其在皮肤纤维化特别是EndMT调控中的作用仍是未解之谜。这一空白领域被发表在《Tissue and Cell》上的研究首次填补。

研究人员采用三种商业化人皮肤微血管内皮细胞(H-dMVECs)系,通过预孵育重组人sKL蛋白后给予TGFβ1刺激,建立体外EndMT模型。研究综合运用相位差显微镜观察形态学变化,实时定量PCR和Western blotting检测内皮/间质标志物基因和蛋白表达,免疫荧光双标定位CD31与α-SMA共表达,以及胶原凝胶收缩实验评估细胞收缩功能,系统评价sKL的干预效果。

在"3. Results"部分,形态学观察显示TGFβ1处理72小时的H-dMVECs从典型铺路石样变为梭形,而sKL预处理组保持正常内皮形态。分子水平上,TGFβ1使CD31和VE-cadherin mRNA表达分别降低2.3倍和3.1倍,同时上调S100A4、ACTA2(α-SMA编码基因)及COL1A1/COL1A2达4-6倍,EndMT转录因子SNAI1、TWIST1和ZEB1表达增加3-5倍。sKL预处理可逆转上述变化达60-80%。蛋白检测证实,sKL能维持CD31和VE-cadherin表达,同时抑制α-SMA和COL1A1蛋白上调。免疫荧光显示sKL处理组α-SMA+细胞比例从TGFβ1组的78%降至22%。功能实验表明,sKL使TGFβ1诱导的胶原凝胶收缩率从45%降至18%。

讨论部分指出,该研究首次证实sKL通过多重机制对抗皮肤EndMT:①维持内皮标志物表达;②抑制间质标志物产生;③阻断转录因子核转位;④减弱收缩功能。特别值得注意的是,在系统性硬化症患者皮肤中已观察到α-Klotho表达下降,提示sKL补充可能成为纠正"内皮细胞身份迷失"的精准策略。虽然研究未阐明具体信号通路,但既往证据表明sKL可能通过抑制TGFβ受体II激活、阻断Smad2/3磷酸化或调节ERK1/2、Wnt/β-catenin等非经典通路发挥作用。

这项研究的临床意义在于:为皮肤纤维化疾病提供了具有靶向性的干预策略——通过外源性补充sKL维持内皮稳态,而非简单抑制纤维化效应。未来研究需在3D皮肤类器官或SSc动物模型中验证疗效,并探索sKL与FGF23的协同作用。随着基因治疗技术进步,针对α-Klotho的调控手段可能成为对抗瘢痕增生、皮肤硬化等顽疾的新武器,让"叛变"的内皮细胞重归正途。

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