miR-207 通过多靶点调节 TGF-β1/SMADs 信号通路，在小鼠体内抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化，从而减轻二氧化硅引起的肺纤维化

《Toxicology and Applied Pharmacology》：miR-207 mitigates silica-induced pulmonary fibrosis by suppressing fibroblast-to-Myofibroblast transition via multi-target modulation of the TGF-β1/SMADs signaling pathways in mice

本研究通过建立小鼠硅肺模型，探究miR-207对TGF-β1/SMADs通路及肺纤维化的调控机制。结果显示，miR-207通过靶向Smad2和Smad7，协调下调Smad2并上调Smad7，抑制纤维母细胞向肌成纤维细胞转化（FMT），减少α-SMA、FAP-1和Vimentin表达，降低I/III型胶原沉积，从而抑制硅肺纤维化。该机制为硅肺治疗提供新靶点。

　　

杜淑玲|崔圆圆|周璇|龚伟雷|张兆强|韩贵志

中国山东省济宁市济宁医学院公共卫生学院

摘要

引言

矽肺病是一种由长期吸入高浓度可吸入结晶二氧化硅（RCS）引起的职业病（Fazio等人，2023年）。二氧化硅的毒性和矽肺病的风险取决于其浓度和累积暴露量，许多国家为8小时工作周期内的RCS暴露设定了职业暴露限值（OELs），范围从0.025 mg/m3到0.35 mg/m3不等（Hoy等人，2022年；Ichikawa等人，2024年）。然而，越来越多的证据表明，即使暴露于低于OELs的低浓度二氧化硅粉尘，也仍会增加矽肺病的风险（Wang等人，2025年）。矽肺病的预防和治疗仍然具有挑战性。矽肺病的进展是由肌成纤维细胞的持续激活和增殖驱动的（Wang等人，2024年）。当SiO?颗粒沉积在远端肺泡空间时，会被肺泡巨噬细胞（AMs）迅速识别并吞噬（Liu等人，2017年）。被吞噬的晶体刺激AMs分泌大量转化生长因子-β1（TGF-β1）（Ganesan等人，2022年），从而启动驻留成纤维细胞中的TGF-β1/SMADs信号级联反应。这一通路的长期激活会促进肌成纤维细胞的分化和增殖（Song等人，2013年），导致过多的细胞外基质（ECM）沉积，形成特征性的矽肺结节，最终引发肺纤维化（Li等人，2019年）。 TGF-β1/SMADs通路对矽肺纤维化至关重要，SMADs在其中起核心作用并决定通路的激活（Wang等人，2011年）。在已知的九种SMADs中，Smad2、Smad3和Smad7与肺纤维化密切相关（Feng等人，2020年；Zhang等人，2024a）。Smad2和Smad3通过激活TGF-β1/SMAD2/3通路促进纤维化（Chekmarev等人，2021年；Frangogiannis，2020年），而Smad7则通过TGF-β1/SMAD7通路负调控Smad2和Smad3，从而抑制纤维化过程（Li等人，2019年）。此外，Smad7还能招募E3泛素连接酶Smurf1和Smurf2，促进TGF-β受体I（TβRI）的泛素化及其降解，进而抑制TGF-β1/SMAD2/3通路（Yan等人，2009年）。Smad2、Smad3和Smad7水平的改变可以调节TGF-β1/SMADs通路，从而影响矽肺病的进展。 实际上，在TGF-β1/SMADs通路中，SMADs受到microRNA（miRNA）的精确调控（Tian等人，2025年）。我们之前的研究表明，miR-207通过沉默Smad3来抑制SiO?诱导的肺纤维化，从而调节TGF-β1/SMAD3信号通路（Zhao等人，2025年）。但仍有两个关键问题尚未解决：① miRNA与靶基因的结合并非一对一对应关系，miRNA通常会与多个靶mRNA结合（Cheng等人，2020年；Zhao等人，2025年）。因此，我们想了解miR-207是否还靶向其他与肺纤维化相关的SMADs。② 研究表明，肌成纤维细胞主要来源于成纤维细胞和II型肺泡上皮细胞（AT II），其中40–65%来自间质成纤维细胞的转分化（Zhang等人，2025年；Zhang等人，2021b）。因此，我们进一步探讨了miR-207是否通过抑制FMT来抑制矽肺病。总之，本研究旨在系统全面地阐明miR-207对矽肺纤维化的抑制作用及其机制。 在本研究中，我们通过鼻腔给药建立了矽肺病的小鼠模型（Li等人，2021a）。随后通过尾静脉将Adeno-associated virus（AAV）介导的miR-207模拟物或抑制剂注入小鼠体内。确认转染成功后，使用RT-qPCR和Western blot检测Smad2和Smad7的mRNA和蛋白质水平，以评估TGF-β1/SMADs通路的活性。用苏木精和伊红（HE）染色肺部样本，以评估SiO?诱导的肺纤维化中的炎症和组织损伤。同时测量I型及III型胶原蛋白的水平，以评估肺纤维化的程度（Zhao等人，2024年）。此外，还分析了α-SMA、FAP-1和Vimentin的表达情况，以评估FMT的程度。本研究旨在探讨miR-207对TGF-β1/SMADs通路的调控机制及其对矽肺纤维化的潜在抑制作用，为矽肺病的干预提供理论依据。

动物

本研究使用了济宁医学院实验动物中心提供的50只6–8周大的雄性无特定病原体（SPF）C57BL/6J小鼠（体重：17–20克，SYXK 2022–0006），这些小鼠在济宁医学院实验动物中心饲养。每笼饲养5只小鼠，提供自由食物和水源，处于标准饲养条件下。实验环境的照明时间为12小时光照/12小时黑暗周期（12:12 LD），光照时间为早上7点，黑暗时间为晚上7点。

miR-207与Smads结合的生物信息学分析

使用miRwalk网站（Jing和Li，2025年）进行了miR-207与Smads结合的生物信息学分析，该网站用于预测miRNA与靶基因的结合细节。结果显示，miR-207可能通过各自的结合位点与Smad2、Smad3和Smad7结合，从而可能产生不同的分子生物学效应（O'Brien等人，2018年）（表1）。

组织病理学分析

与对照组相比，模型组小鼠的肺组织中可见炎症细胞浸润

讨论

体内基因治疗利用专门的载体将治疗药物直接输送到患者体内，实现基因转移、表达或编辑（He等人，2023年；Volodina和Smirnikhina，2025年）。与体外基因治疗不同，体内基因治疗无需移除、修改和重新输注细胞，因此操作更简单，适用范围更广（Bimbo等人，2025年；Milani等人，2025年）。因此，它迅速成为一种重要的治疗方法。

作者贡献声明

杜淑玲：撰写——初稿；方法学部分。 崔圆圆：方法学部分。 周璇：撰写——审阅与编辑。 龚伟雷：撰写——审阅与编辑。 张兆强：撰写——审阅与编辑。 韩贵志：撰写——审阅与编辑。

利益冲突声明 作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本项目得到了“林和院士新医学研究基金”（项目编号：JYHL2022MS18）和“济宁医学院高级培训计划”（项目编号：JYGC2022KJ009）的支持。