STAT5/VCAN/PI3K信号通路通过促进成纤维细胞活化驱动肺纤维化的机制研究

为解决肺纤维化(PF)中成纤维细胞过度活化及细胞外基质(ECM)沉积的机制问题，研究人员通过构建VCAN条件性敲除小鼠模型，结合单细胞测序和多重分子生物学技术，揭示了STAT5作为转录因子上调VCAN表达，进而通过PI3K/AKT通路促进成纤维细胞活化的新机制。该研究为靶向STAT5/VCAN/PI3K轴治疗纤维化疾病提供了理论依据。

　　

肺纤维化是一种以进行性肺组织瘢痕形成为特征的致命性疾病，目前临床治疗手段有限。尽管已知成纤维细胞异常活化是疾病进展的核心环节，但驱动其活化的分子机制尚未完全阐明。尤其令人困惑的是，作为细胞外基质重要组分的多功能蛋白聚糖——多功能蛋白聚糖(VCAN)，虽在多种器官纤维化中异常高表达，但其在肺纤维化中的调控机制及功能仍属未知。

电子科技大学医学院绵阳医院的研究团队在《Cellular Signalling》发表的研究，首次系统揭示了STAT5/VCAN/PI3K信号轴在肺纤维化中的核心作用。研究人员通过生物信息学筛选发现VCAN是纤维化相关差异表达基因中变化最显著的分子，随后采用条件性基因敲除、腺相关病毒干预、染色质免疫共沉淀等关键技术，构建了从动物模型到细胞实验的多层次研究体系。

3.1 VCAN在肺纤维化组织中表达升高
通过GEO数据库分析和博来霉素(BLM)/放射性肺纤维化模型验证，发现VCAN mRNA和蛋白水平随纤维化进展显著升高，且与α-SMA（α平滑肌肌动蛋白）和Collagen I（I型胶原）表达呈正相关。

3.2 VCAN在成纤维细胞亚群中特异性高表达
单细胞测序显示VCAN主要富集于成纤维细胞群，免疫荧光证实其与成纤维细胞标记物α-SMA共定位，而在上皮细胞标记物EPCAM阳性区域几乎不表达。

3.3 成纤维细胞特异性敲除VCAN减轻肺纤维化
利用CRISPR/Cas9技术构建VCAN^fl/fl小鼠与Pdx-1-cre小鼠杂交获得成纤维细胞特异性敲除模型，发现VCAN缺失显著降低BLM诱导的肺组织胶原沉积和α-SMA表达，支气管肺泡灌洗液中羟脯氨酸(HYP)含量减少50%以上。

3.4 VCAN通过PI3K/AKT通路促进成纤维细胞活化
机制研究表明，VCAN敲除使PI3K磷酸化水平降低70%，并抑制成纤维细胞迁移能力（Transwell实验显示迁移细胞数减少62%）。使用抑制剂LY294002阻断PI3K可模拟VCAN缺失的表型。

3.5 STAT5作为转录因子调控VCAN表达
通过JASPAR数据库预测和染色质免疫共沉淀(ChIP)验证，发现STAT5可直接结合VCAN启动子区-1500bp至-1200bp区域。STAT5抑制剂Pimozide处理使VCAN启动子荧光素酶活性下降85%。

这项研究创新性地描绘了"STAT5-VCAN-PI3K"级联反应在肺纤维化中的作用图谱：损伤刺激激活STAT5转录活性→上调VCAN表达→通过PI3K/AKT通路驱动成纤维细胞活化→促进ECM过度沉积。相较于现有广谱抗纤维化药物，靶向该通路具有三大优势：特异性靶向病变成纤维细胞、干预上游关键节点、避免影响正常组织代谢。研究不仅为肺纤维化提供了新的治疗靶点，其发现的ECM分子与信号通路的交互模式，也为其他器官纤维化研究提供了范式参考。

未来研究需进一步明确VCAN不同亚型（V0-V3）的差异功能，并开发更具选择性的STAT5/VCAN抑制剂以推动临床转化。值得注意的是，该团队同步采用的放射性肺纤维化模型与BLM模型相互验证，增强了结论的可靠性，为克服动物模型自限性提供了方法学参考。