GLI1乙酰化通过介导Hedgehog信号通路调控砷诱导的肾纤维化机制研究

针对砷暴露导致肾纤维化的分子机制不明问题，研究人员通过动物模型和细胞实验，揭示砷通过降低GLI1乙酰化水平激活Hedgehog信号通路（SMO/SHH/SUFU/GLI1）驱动纤维化的新机制，为防治砷性肾病提供新靶点。

　　

砷污染是全球公共卫生的重大挑战，长期通过饮用水接触砷会导致肾脏疾病等多种健康问题。尽管已知砷暴露与肾纤维化相关，但其具体分子机制仍不清楚。肾纤维化是慢性肾脏病进展的关键病理特征，表现为细胞外基质过度沉积和肾功能丧失，但目前缺乏针对砷诱导纤维化的有效干预策略。

中国医科大学的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的研究中，系统探究了有机砷（DMA）和无机砷（NaAsO₂）通过Hedgehog信号通路诱发肾纤维化的机制。研究人员采用50 mg/L NaAsO₂或200 mg/L DMA处理F344大鼠12周，以及1 μM NaAsO₂长期培养HK-2细胞的实验模型，结合Hedgehog通路抑制剂GDC-0449和去乙酰化抑制剂干预，通过多组学分析发现：砷暴露通过降低GLI1转录因子的乙酰化水平，促进其核转位并激活Hedgehog通路，最终导致肾纤维化。

关键技术方法包括：动物模型构建（F344大鼠12周砷暴露）、细胞长期染毒模型（HK-2细胞4周1 μM NaAsO₂处理）、免疫共沉淀检测蛋白互作（GLI1-SUFU结合）、qPCR和Western blot分析通路关键因子（SHH/SMO/GLI1/SUFU）、Masson染色和羟脯氨酸含量测定评估纤维化程度。

【3.1 砷暴露导致大鼠肾损伤和纤维化】

实验显示，砷暴露组大鼠出现肾小管结构破坏、炎性浸润和胶原沉积，肾功能指标（血清CRE、BUN）显著升高。有机砷组肾脏重量显著降低，但两组纤维化标志物（α-SMA、TGF-β1、PDGFB）表达均显著增加，提示不同形态砷均可诱发肾纤维化。

【3.2 砷激活大鼠肾脏Hedgehog通路】

砷处理组肾脏中促纤维化因子GLI1、GLI2、SHH和SMO蛋白表达显著升高，而抑制因子SUFU降低。免疫荧光显示GLI1/GLI2在肾小管上皮细胞核内富集，SMO表达从胞质向管腔侧极性转移，证实通路异常激活。

【3.4 Hedgehog通路参与HK-2细胞纤维化】

关键发现是：砷处理使HK-2细胞中GLI1乙酰化水平降低51%，同时SUFU表达减少导致GLI1-SUFU复合物解离。使用GDC-0449抑制通路后，胶原蛋白COL1A2和TGF-β1表达显著回调，证实Hedgehog通路的枢纽作用。

【3.5 砷通过乙酰化调控GLI1功能】

机制上，砷下调乙酰转移酶（HAT1/KAT2B）、上调去乙酰化酶（HDAC1/3/6），促使GLI1去乙酰化而增强转录活性。添加去乙酰化抑制剂可逆转纤维化标志物表达，证实表观修饰在其中的调控作用。

该研究首次阐明砷通过"乙酰化-GLI1-Hedgehog通路"轴诱发肾纤维化的分子机制，突破性地指出GLI1乙酰化状态可作为干预靶点。这不仅为理解环境毒物致纤维化提供新视角，更为开发靶向表观修饰的抗纤维化药物奠定理论基础。值得注意的是，研究揭示有机砷和无机砷通过相似通路致病的共性，对制定饮用水砷安全标准具有重要参考价值。未来需进一步探索GLI1特异乙酰化位点（如Lys518）的精确调控机制及其在临床样本中的验证。