胆管细胞外泌体miR-381-3p通过靶向Klf6促进肝星状细胞活化与胆汁淤积性肝纤维化的机制研究
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时间:2025年09月30日
来源:Regenerative Therapy 3.5
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本研究聚焦慢性胆汁淤积性肝病(CCLD)中肝星状细胞(HSCs)活化的调控机制,发现胆管细胞来源的外泌体携带miR-381-3p,通过靶向抑制转录因子Klf6的表达,显著促进HSCs活化及肝纤维化进程。该研究为CCLD的分子机制提供了新见解,并为靶向外泌体miRNA治疗肝纤维化提供了潜在策略。
慢性胆汁淤积性肝病(Chronic Cholestatic Liver Diseases, CCLD)是一类以胆汁流动持续受阻为特征的肝脏疾病,常见类型包括原发性胆汁性胆管炎(PBC)和原发性硬化性胆管炎(PSC)。患者因胆汁酸积聚、慢性炎症及进行性纤维化而面临肝功能衰竭的风险。肝星状细胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)的激活被认为是肝纤维化进程中的核心事件——活化的HSCs转化为肌成纤维细胞,大量分泌胶原等细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM),最终导致肝脏结构破坏和功能丧失。尽管现有药物如熊去氧胆酸(UDCA)可调节胆汁酸代谢,但仍无法有效逆转纤维化,因此探索HSCs活化的深层机制、开发抗纤维化新靶点,成为当前研究的重要方向。
近年来,外泌体(exosomes)作为细胞间通讯的关键载体备受关注。这些直径约30-150纳米的囊泡可携带蛋白质、脂质及核酸等生物活性分子,参与多种病理生理过程。在肝脏疾病中,胆管细胞来源的外泌体及其所负载的微小RNA(microRNAs, miRNAs)是否调控HSCs活化,尚不明确。为此,研究团队在《Regenerative Therapy》发表论文,深入揭示了胆管细胞外泌体中的miR-381-3p通过靶向Klf6分子促进HSCs活化与肝纤维化的作用机制。
为开展本研究,作者运用了以下关键技术方法:通过胆管结扎(Bile Duct Ligation, BDL)构建小鼠胆汁淤积模型;采用超速离心法分离小鼠大胆管细胞(MLE)来源的外泌体,并通过透射电镜、纳米颗粒追踪技术和Western blot进行鉴定;利用miRNA微阵列芯片筛选外泌体中差异表达的miRNA;通过双荧光素酶报告实验和RNA Pull-down验证miR-381-3p与靶基因Klf6的结合关系;使用RT-qPCR和Western blot分析纤维化标志物表达;并通过细胞转换技术实现miR-381-3p和Klf6的过表达或敲低,以进行功能回复实验。
3.1. Identification of MLE-derived exosomes
研究人员首先从小鼠大胆管细胞(MLE)中成功分离出外泌体,透射电镜显示其呈典型杯状或圆形双层膜结构,纳米颗粒追踪分析表明粒径主要分布于100-200纳米,Western blot验证了外泌体标志蛋白CD63和TSG101的表达,证实外泌体提取成功。
3.2. BDL-MLE-exosomes promoted HSCs activation and hepatic fibrosis
在TGF-β诱导的HSCs活化模型中,BDL-MLE来源的外泌体显著增强了纤维化标志物(包括α-SMA、Collagen I、Acta2、Loxl2等)的mRNA和蛋白表达水平,表明这些外泌体具有促纤维化作用。
3.3. Dicer knockout decreased activation and hepatic fibrosis in BDL-MLE-exosomes-treated HSCs
由于Dicer是miRNA成熟过程中的关键酶,研究人员发现敲低Dicer后,纤维化相关基因的表达显著下降,提示外泌体中的miRNA可能参与了HSCs的活化调控。
3.4. BDL-MLE-exosomes-treated HSCs showed upregulated miR-381-3p expression
通过miRNA芯片分析和RT-qPCR验证,发现BDL-MLE外泌体中miR-381-3p表达显著上调,且经外泌体处理的HSCs中该miRNA水平也明显升高,说明miR-381-3p可能通过外泌体从胆管细胞传递至HSCs。
3.5. Klf6 is a target gene of miR-381-3p
通过TargetScan数据库预测并结合双荧光素酶报告实验和RNA Pull-down,证实Klf6是miR-381-3p的直接靶标。抑制miR-381-3p后可显著上调Klf6的表达。
3.6. Klf6 overexpression reversed the promoted HSCs activation and hepatic fibrosis induced by miR-381-3p overexpression
在功能回复实验中,过表达miR-381-3p可进一步促进纤维化基因表达,而同时过表达Klf6则能有效逆转该效应,说明Klf6在抑制HSCs活化和肝纤维化中起到关键作用。
本研究系统阐明了在胆汁淤积性肝纤维化中,胆管细胞通过外泌体传递miR-381-3p至HSCs,靶向抑制Klf6表达,从而促进HSCs活化与纤维化进程的分子机制。这一发现不仅深化了对CCLD发病机制的理解,也为开发以外泌体miRNA或Klf6为靶点的抗肝纤维化策略提供了重要理论依据。值得注意的是,Klf6在不同疾病背景下的作用可能存在差异,本研究首次在胆汁淤积模型中揭示了miR-381-3p/Klf6轴的特异性调控功能,为后续转化研究和个体化治疗指明了新方向。
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