细胞骨架重排通过抑制肾小管上皮细胞线粒体脂肪酸氧化促进肾纤维化发生

【字体: 时间:2025年09月05日 来源:Drug Design, Development and Therapy 4.7

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  本研究揭示了细胞骨架(Cytoskeleton)重排通过破坏脂滴(LDs)-线粒体相互作用,抑制线粒体脂肪酸氧化(FAO)进而促进肾纤维化的新机制。研究者采用UUO小鼠模型和TGF-β1诱导的肾小管上皮细胞(TECs)模型,发现药物Bis-T-23通过稳定细胞骨架可恢复PPARα/CPT1A/ACOX1通路活性,改善线粒体复合物I/III/IV功能,显著减轻肾小管间质损伤和纤维化。

  

细胞骨架药物稳定作用缓解UUO模型肾小管间质损伤

在单侧输尿管结扎(UUO)小鼠模型中,Bis-T-23治疗显著改善了肾组织病理学改变。通过HE、PAS染色观察到,药物干预组较UUO组肾小管扩张、萎缩和管型形成明显减少,Masson和天狼星红染色显示胶原沉积降低40%。免疫组化显示α-SMA表达下降而E-cadherin表达回升,血清肌酐和尿素氮水平分别改善35%和28%,证实细胞骨架稳定剂能有效保护肾功能。

细胞骨架调控对肾细胞凋亡的影响

TUNEL检测发现UUO组肾细胞凋亡数量较假手术组增加6倍,而Bis-T-23治疗使凋亡细胞减少62%。Western blot分析显示药物显著降低BAX/Bcl-2比值(从3.2降至1.8)和cleaved caspase-3/caspase-3比例(从2.5降至1.3),表明其通过调节凋亡相关蛋白保护肾小管上皮细胞。

转录组学揭示FAO代谢重编程机制

mRNA测序鉴定出1381个差异基因,GO分析显示脂肪酸代谢通路显著富集。关键FAO酶PPARα、CPT1A和ACOX1在UUO组表达降低50%-60%,经Bis-T-23处理后恢复至正常水平80%以上。线粒体电子传递链复合物I、III、IV蛋白表达也呈现类似恢复趋势,证实细胞骨架稳定能系统性地改善能量代谢。

TGF-β1诱导的细胞模型验证

原代肾小管上皮细胞(PTECs)经TGF-β1处理后,FITC-鬼笔环肽染色显示细胞骨架从放射状重组为束状排列。共聚焦显微镜观察到LDs-线粒体共定位系数(PCC)从正常组的0.68降至0.32,而Bis-T-23处理使PCC回升至0.55。同时,药物使因TGF-β1抑制的细胞存活率从65%提升至85%,EMT标志物表达逆转,证实细胞骨架-代谢轴在纤维化中的核心调控作用。

讨论与机制整合

研究首次阐明细胞骨架通过物理性调控LDs-线粒体接触面影响FAO效率的分子机制。在病理状态下,细胞骨架重排导致LDs与线粒体空间解离,限制脂肪酸底物向线粒体的转运。Bis-T-23通过维持F-actin网络稳定性,促进细胞器间相互作用,从而恢复PPARα通路活性和线粒体β氧化功能。这种双重作用机制为开发抗纤维化药物提供了新靶点。

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