靶向肝星状细胞LOXL1通过调控LOXL1/RUNX1/VEGFA轴抑制肝纤维化进程中的纤维生成和窦状血管新生
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时间:2025年09月27日
来源:Cells & Development 2
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本研究聚焦肝纤维化进程中肝星状细胞(HSCs)与肝窦内皮细胞(LSECs)之间的交互作用,探讨了LOXL1在其中的关键作用。研究人员通过构建共培养体系及HSC特异性Loxl1基因敲除小鼠模型,结合多组学分析,发现靶向抑制HSC中LOXL1的表达可显著抑制HSC活化、改善ECM重塑、减轻LSEC毛细血管化及巨噬细胞浸润,进而缓解肝纤维化。其机制涉及LOXL1/RUNX1/VEGFA信号轴的调控。该研究为肝纤维化的靶向治疗提供了新的理论依据和潜在策略。
肝纤维化是多种慢性肝病向肝硬化甚至肝癌发展的关键病理过程,其核心机制在于肝星状细胞(hepatic stellate cells, HSCs)的持续活化及细胞外基质(extracellular matrix, ECM)的异常沉积。此外,肝窦内皮细胞(liver sinusoidal endothelial cells, LSECs)的毛细血管化也在疾病发展中扮演重要角色。尽管已知HSCs与LSECs之间存在密切的细胞交互,但其分子机制尚未完全阐明,特别是能否通过干预某一关键靶点同时调控纤维化与血管新生进程,仍是领域内关注的焦点。
为解决上述问题,Yan等人发表在《Cells》上的研究聚焦于赖氨酰氧化酶样蛋白1(lysyl oxidase-like 1, LOXL1)——一种参与ECM交联的关键酶,探索其在HSCs与LSECs对话中的作用及其对肝纤维化进程的调控机制。
研究中,作者主要运用了几类关键技术方法:其一,建立体外共培养系统(EA.hy926细胞与LX2细胞或原代LSECs与HSCs),以模拟细胞间信号交流;其二,构建HSC特异性Loxl1基因敲除小鼠,并结合两种肝纤维化模型——高脂肪胆碱缺乏氨基酸定义(HFCDAA)饮食和四氯化碳(CCl4)慢性暴露,进行在体表型验证;其三,利用组织病理学分析、扫描电镜、免疫组化/荧光染色及qPCR等技术对肝组织样本进行多维度评估;其四,通过RNA测序(RNA-seq)并结合公共数据库挖掘,筛选LOXL1下游关键信号通路与靶基因。
在共培养实验中,研究人员发现HSCs来源的LOXL1能够调节内皮细胞中ECM组成的改变,提示其可能参与细胞间的信号传递。在动物模型中,HSC中Loxl1的缺失显著抑制了HSC活化、减轻了LSEC毛细血管化、减少了巨噬细胞浸润,并改善了ECM重构,从而明显缓解了HFCDAA或CCl4诱导的小鼠肝纤维化表型。这些结果表明,靶向HSC中的LOXL1不仅影响纤维化本身,还调控了肝脏微血管结构与炎症反应。
通过RNA-seq数据及生物信息学分析,研究团队进一步发现RUNT相关转录因子1(RUNX1)可能参与HSC的活化过程,且与LOXL1介导的血管生成调控密切相关。实验验证表明,LOXL1通过正向调控RUNX1,进而影响血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A, VEGFA)的表达,最终促进HSC的活化状态与LSEC的毛细血管化进程。因此,作者提出“LOXL1/RUNX1/VEGFA”信号轴在肝纤维化进程中的核心作用。
本研究系统揭示了LOXL1在肝纤维化发生与发展中的多功能调控角色,尤其强调了HSC来源的LOXL1通过调控RUNX1/VEGFA信号通路,同时驱动纤维化发生和窦状血管结构异常,从而加速疾病进展。这一发现不仅深化了对肝纤维化机制的理解,也为开发以LOXL1/RUNX1/VEGFA轴为靶点的治疗策略提供了坚实的实验依据和新的方向。
综上所述,该研究成功解析了LOXL1在肝脏细胞互作中的新功能,凸显其作为治疗肝纤维化的潜在靶点的重要价值,为后续转化研究和药物开发奠定了理论基础。
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