靶向肺泡上皮细胞YAP-TEAD/LOX信号通路治疗肺纤维化的机制研究

本研究针对特发性肺纤维化(IPF)缺乏有效治疗手段的难题，揭示了肺泡II型上皮细胞(AT2)通过Hippo通路效应分子YAP-TEAD转录复合体调控赖氨酰氧化酶(LOX)表达的新机制。研究人员采用单细胞测序、空间转录组和3D肺组织培养等技术，发现FDA批准药物维替泊芬(VP)可通过抑制YAP-TEAD/LOX轴减轻纤维化，为IPF治疗提供了新靶点。该成果发表于《Nature Communications》，为逆转肺纤维化进程带来希望。

　　

肺纤维化是一种致命的慢性肺部疾病，其特征是肺部组织逐渐被瘢痕组织取代，导致呼吸功能不可逆地丧失。尽管现有药物可以减缓疾病进展，但无法阻止或逆转这一过程。长期以来，(肌)成纤维细胞被认为是肺纤维化中过度产生细胞外基质(ECM)的主要细胞类型。然而，近年研究发现，远端肺上皮损伤和肺泡II型上皮细胞(AT2)的异常重编程可能在病理过程中扮演更关键的角色。

在这一研究背景下，来自瑞典隆德大学(Lund University)和德国亥姆霍兹慕尼黑研究中心(Helmholtz Zentrum München)的研究团队发现，纤维化的AT2细胞通过转录共激活因子YAP调控ECM的产生和交联。YAP通过增加赖氨酰氧化酶(LOX)的表达，促进LOX介导的ECM交联。研究人员使用FDA已批准的药物维替泊芬(verteporfin, VP)进行YAP抑制，在体内外实验中成功逆转了纤维化AT2细胞的重编程和LOX表达。这项发表于《Nature Communications》的研究，为IPF患者提供了一种潜在的新型治疗策略。

研究团队运用了多项关键技术：单细胞RNA测序(scRNA-Seq)分析IPF患者和对照组的肺泡上皮细胞；空间转录组技术定位LOX家族成员表达；建立体外胶原凝胶形成实验评估ECM交联；使用博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型进行体内验证；采用人源3D肺组织切片(PCLS)培养系统进行外验证；通过单核RNA测序(snRNA-Seq)分析VP处理的细胞特异性效应。

Increased YAP activity in the alveolar epithelium in IPF

研究发现IPF患者的异常远端肺上皮细胞中YAP活性显著增加。单细胞RNA测序显示，YAP是Hippo通路中在肺泡上皮细胞表达最高的转录共调节因子，其靶基因CTGF在IPF的过渡性/异常肺泡上皮细胞中表达上调。免疫组化证实，IPF组织中YAP主要定位于异常AT2细胞(proSP-C阳性)和过渡性AT1细胞(HOPX阳性)的细胞核内，而TAZ主要在间充质细胞中表达。值得注意的是，即使在组织学损伤较轻的区域也观察到YAP激活，提示YAP活化可能是IPF发生的早期事件。

YAP-TEAD inhibition attenuates lung fibrosis in vivo

研究人员使用YAP-TEAD转录复合体抑制剂VP治疗博来霉素诱导的肺纤维化小鼠。治疗显著提高了小鼠存活率，减少了核Yap定位和下游靶基因Ctgf表达，同时降低了纤维化标志物Acta2、Serpine1和Wisp1。组织学分析显示VP治疗减轻了细胞浸润和组织密度，肺胶原含量显著降低，但VP并不影响主要纤维状胶原Col1a1和Col3a1的转录水平，提示可能存在翻译后调控机制。

YAP signaling induces LOX expression and secretion by AT2 cells

研究发现纤维化AT2细胞中YAP/TAZ核定位增加。通过siRNA沉默Yap/Taz后，LOX成为LOX家族中表达下调最显著的成员。空间转录组数据证实LOX在IPF的异常基底样细胞中高度富集。免疫荧光显示LOX表达于HTII-280+AT2细胞的顶端表面及蜂窝状区域的管腔中，与核YAP共定位。

YAP-TEAD inhibition reduces collagen fibril formation by fibrotic AT2 cells

VP处理显著降低了全肺匀浆和AT2细胞中LOX的基因和蛋白表达。体外实验证实，纤维化AT2细胞分泌的产物足以改变I型胶原的组装，而VP处理可逆转这种异常交联。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示VP减少了胶原交联特征峰，证实YAP-TEAD/LOX轴通过改变胶原网络交联参与肺纤维化形成。

YAP-TEAD inhibition reduces fibrosis in human pulmonary tissue ex vivo

在人源PCLS模型中，纤维化诱导剂刺激导致异常基底样上皮细胞(ABL1和ABL2)出现，这些细胞高表达LOX和纤维化标志物。VP处理虽不改变上皮细胞比例，但显著下调了YAP/TAZ及ECM相关基因表达。在终末期IPF组织外植体中，VP同样降低了LOX、CTGF、WISP1和FN1表达，同时增加了上皮/AT2细胞标志物ECAD和SFTPC，显示其对上皮细胞功能的改善作用。

这项研究首次揭示了纤维化AT2细胞通过YAP-TEAD/LOX轴主动参与ECM修饰的新机制，打破了传统认为ECM沉积主要源于成纤维细胞的观念。研究发现：

1. 纤维化AT2细胞表现出YAP活性增加，通过调控LOX表达参与ECM交联；

2. 药物抑制YAP-TEAD可逆转AT2细胞纤维化表型，减少LOX表达和胶原交联；

3. 该机制在动物模型和人源组织中都得到验证，具有转化医学潜力。

研究提出的"Hippo-YAP/LOX介导的ECM重塑循环"模型(图8)为理解IPF发病机制提供了新视角：Hippo通路成分失调→YAP-TEAD活化→LOX表达增加→ECM交联增强→机械刚度改变→进一步激活YAP，形成恶性循环。FDA已批准药物VP的疗效验证，为这一靶向治疗策略的临床转化铺平了道路，也为其他器官纤维化治疗提供了借鉴。这项研究不仅拓展了对肺纤维化发病机制的认识，更为开发能够逆转而非仅延缓疾病进展的治疗方法带来了希望。