成纤维细胞条件性表达BCL-2驱动持续性肺纤维化及其靶向治疗的逆转作用

《Nature Communications》：Conditional BCL-2 Expression in Fibroblasts Promotes Persistent Pulmonary Fibrosis which is Reversible by Therapeutic BCL-2 Inhibition

特发性肺纤维化(IPF)是进行性、致命性的肺部疾病。本研究旨在探索成纤维细胞凋亡抵抗导致纤维化持续的内在机制。研究人员通过诱导成纤维细胞条件性表达抗凋亡蛋白BCL-2，成功构建了持续性肺纤维化模型，并发现特异性BCL-2抑制剂ABT-199可重新启动成纤维细胞凋亡，促进纤维化消退与肺修复。该研究为逆转持续性肺纤维化提供了新的治疗靶点。

　　

健康的肺组织拥有强大的自我修复能力，当遭遇损伤时，一系列细胞会被激活来清理“废墟”并重建“家园”。在这个过程中，一种叫做成纤维细胞的“修复工人”会被募集到损伤部位，分泌细胞外基质来填补缺口。一旦修复任务完成，这些成纤维细胞便会通过程序性死亡（细胞凋亡）的方式被及时清除，以免“过度建设”。然而，在某些慢性肺部疾病中，这个精妙的平衡被打破了。特发性肺纤维化(IPF)就是一种典型的、进行性加重的致命性肺病，其核心特征就是在反复的肺泡上皮损伤后，肺内积累了越来越多拒绝“下班”的成纤维细胞。这些细胞不仅顽固存活，还持续分泌大量瘢痕样的细胞外基质，导致肺部逐渐被无功能的“疤痕”组织侵占，呼吸功能不可逆地丧失。为什么这些成纤维细胞在IPF患者的肺中变得如此“长寿”且“顽固”？阻止它们凋亡的关键分子开关是什么？如果关掉这个开关，能否让已经形成的顽固“疤痕”软化甚至消失？这正是本研究试图回答的核心问题。

研究人员为开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：首先，他们构建了在PDGFRα⁺成纤维细胞中条件性过表达人类BCL-2蛋白的转基因小鼠模型，用以模拟成纤维细胞的凋亡抵抗状态。其次，通过对人类IPF患者和对照者的肺组织样本进行空间转录组学分析，在病理区域内定位了特定细胞类型的基因表达特征。最后，在动物模型中，使用选择性BCL-2抑制剂ABT-199进行体内治疗，并综合运用组织学、分子生物学及细胞功能学等多种技术评估纤维化程度和细胞表型的变化。

Conditional BCL-2 expression in fibroblasts leads to persistent pulmonary fibrosis

为了回答成纤维细胞凋亡抵抗是否足以驱动持续性纤维化，研究人员构建了在PDGFRα⁺成纤维细胞中特异性表达人BCL-2蛋白的小鼠模型。在诱导肺损伤后，与对照组小鼠的纤维化能够自发消退不同，BCL-2过表达小鼠的肺纤维化持续存在。组织学分析显示，这些小鼠的肺部存在大量活化的α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)⁺的肌成纤维细胞和细胞外基质过度沉积。这表明，特异性阻止成纤维细胞凋亡足以破坏损伤后的组织稳态修复程序，导致病理性纤维化的持续存在。

BCL-2-expressing fibroblasts in fibrosis exhibit a senescent and pro-fibrotic phenotype

那么，这些因BCL-2过表达而“长生不老”的成纤维细胞具有何种特性？深入分析显示，在纤维化持续存在的肺组织中，这些成纤维细胞高表达细胞衰老相关标志物（如p16^Ink4a、p19^Arf和衰老相关分泌表型SASP因子）。同时，它们表现出更强的促纤维化基因表达特征。这表明，BCL-2介导的凋亡抵抗不仅让成纤维细胞存活下来，更使其进入一种衰老且持续活化的促纤维化状态， actively 驱动病理进程。

Spatial transcriptomics identifies senescent, BCL-2^highmyofibroblasts in human IPF lungs

动物模型的发现是否与人类疾病相关？通过对人类IPF患者肺组织进行空间转录组学分析，研究人员在纤维化病灶内鉴定出了一个独特的细胞群。这群细胞高表达肌成纤维细胞标志物ACTA2(编码α-SMA)和抗凋亡蛋白BCL-2，同时高表达衰老相关基因。这直接在人类疾病中证实了存在一群BCL-2高表达、衰老状态的肌成纤维细胞，它们很可能就是驱动IPF中纤维化持续不退的关键细胞。

Therapeutic BCL-2 inhibition with ABT-199 reverses persistent fibrosis and promotes lung repair

最关键的问题是，靶向BCL-2能否逆转已形成的持续性纤维化？研究人员在已建立持续性纤维化的小鼠模型中使用选择性BCL-2抑制剂ABT-199进行治疗。结果发现，ABT-199处理能有效重新激活成纤维细胞中的凋亡通路，显著减少肺组织中活化的肌成纤维细胞和衰老细胞的数量。更重要的是，治疗不仅阻止了纤维化进展，还显著促进了已有纤维化的消退和肺泡结构的再生，改善了肺功能。这证明，靶向成纤维细胞的BCL-2依赖的生存通路，是一种有望逆转（而非仅仅延缓）肺纤维化的治疗策略。

本研究得出结论，成纤维细胞中持续的BCL-2表达是破坏肺损伤后稳态修复、导致纤维化持续不退的一个关键机制。它通过抑制成纤维细胞的凋亡，使其累积并转化为衰老、促纤维化的状态。对人类IPF样本的分析证实了BCL-2高表达的衰老肌成纤维细胞存在于病变区域， bridging了小鼠模型与人类疾病。最具转化医学意义的是，特异性BCL-2抑制剂ABT-199能够重新启动这些“顽固”细胞的凋亡程序，从而减少衰老细胞、促进已形成的纤维化消退和肺组织修复。这项工作不仅深化了对持续性肺纤维化发病机制的理解，更重要的是，它确立了成纤维细胞的BCL-2作为一个潜在的治疗靶点，为开发能够逆转IPF等慢性纤维化疾病的疗法提供了新的方向和强有力的临床前证据。该研究成果发表于《Nature Communications》期刊。