FXIIa抑制通过调控肾小管上皮细胞衰老与凋亡减轻单侧输尿管梗阻诱导的小鼠肾纤维化

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Inhibition of FXIIa attenuates kidney fibrosis in mice with unilateral ureteral obstruction

本研究针对慢性肾脏病(CKD)中肾纤维化缺乏有效疗法的难题，探索了凝血因子XIIa(FXIIa)作为治疗靶点的潜力。研究人员通过抗FXIIa抗体(3F7)干预单侧输尿管梗阻(UUO)小鼠模型，发现FXIIa抑制可显著减轻肾纤维化，其机制涉及Akt/ERK1/2信号通路调控的p21表达下降及细胞衰老/凋亡减少。该研究为FXIIa靶向治疗CKD提供了新的理论依据和实践方向。

　　

慢性肾脏病（CKD）已成为影响全球数亿人健康的重大公共卫生问题，其中肾纤维化是大多数CKD进展至终末期的共同病理表现。当肾脏受到损伤时，肾小管上皮细胞（TECs）的命运抉择至关重要——适度的修复反应有助于组织再生，而持续的损伤则会导致细胞衰老、凋亡，并最终引发不可逆的纤维化瘢痕形成。遗憾的是，目前临床上尚缺乏能够有效阻断或逆转肾纤维化的特异性疗法。近年来，凝血系统在组织纤维化中的作用逐渐受到关注。凝血因子XII（FXII）作为接触激活系统的关键启动因子，不仅参与内在凝血途径，还能激活激肽释放酶-激素系统和补体系统。更有趣的是，越来越多的证据表明，FXII及其活化形式FXIIa可能还具有直接调控细胞行为（如增殖、衰老）的“非经典”功能。那么，干预FXII/FXIIa是否能成为对抗肾纤维化的新策略呢？

为了回答这个问题，由Daniel Kalina、Malgorzata Wygrecka等领导的研究团队在《Cellular and Molecular Life Sciences》上发表了一项重要研究。他们利用经典的单侧输尿管梗阻（UUO）小鼠模型模拟人类CKD中的肾纤维化进程，并首次系统评估了特异性抗FXIIa抗体3F7的治疗潜力。研究发现，抑制FXIIa能显著改善肾脏病理损伤、减少细胞外基质（ECM）沉积，其保护作用与调控肾小管上皮细胞的衰老与凋亡密切相关，为FXIIa靶向治疗CKD提供了令人信服的临床前证据。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：通过单侧输尿管结扎手术构建小鼠UUO模型；使用特异性抗FXIIa抗体（3F7）和C1酯酶抑制剂（C1INH）进行体内药效学干预；采用组织病理学染色（PAS、免疫组化）、蛋白质印迹（Western blot）、酶联免疫吸附试验（ELISA）和实时定量PCR（qPCR）评估肾脏损伤、纤维化、炎症和细胞表型；利用基因芯片进行转录组学分析，并通过体外细胞（HEK293细胞、人肾近端小管上皮细胞HRPTEpC）刺激实验验证FXII/FXIIa对p21表达及Akt/ERK1/2信号通路的调控作用。部分人类肾组织样本来源于肿瘤肾切除术后正常组织及肾积水患者术后残留组织。

FXIIa抑制减轻UUO诱导的肾损伤

研究人员首先在公共数据库中发现，UUO模型中FXII下游的补体和激肽释放酶-激素系统相关基因表达发生显著改变。同时，他们在小鼠和人肾组织中发现FXII蛋白在肾小球系膜区、肾小管上皮细胞及纤维化病变区域有特异性沉积。随后，他们在UUO模型中对3F7抗体进行了疗效评估。结果显示，与对照组相比，3F7治疗能显著降低肾小管损伤评分和血浆肾损伤分子-1（KIM-1）水平，说明FXIIa抑制对肾脏具有明确的保护作用。

FXIIa抑制减少细胞外基质积累并促进肾小管上皮细胞增殖

进一步的组织学分析表明，3F7治疗能显著降低UUO肾脏中胶原蛋白I、纤维连接蛋白（FN）和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的沉积，同时减少组织羟脯氨酸含量，证实了其抗纤维化效果。机制上，3F7并未显著改变肾脏的炎症细胞浸润（如F4/80⁺巨噬细胞）或多数炎症因子表达，但显著降低了肾小管上皮细胞的凋亡（cleaved-caspase 3阳性细胞减少），并进一步促进了其增殖（Ki67阳性细胞增加）。这表明3F7的保护作用可能主要源于对肾小管上皮细胞命运的直接调控，而非通过传统的抗炎途径。

FXIIa抑制在急性期的保护作用及通路分析

在梗阻后第3天（纤维化形成前期），3F7同样显示出减少肾小管上皮细胞凋亡、促进增殖和降低KIM-1水平的作用。值得注意的是，广谱抑制剂C1INH并未表现出类似疗效，提示3F7的作用可能独立于补体和激肽系统，更倾向于FXII/FXIIa的直接细胞效应。基因表达谱分析揭示，3F7主要影响了应激激活的蛋白激酶信号通路（如MAPK、JNK）、ERK1/2和PI3K/Akt信号通路、ErbB/EGFR信号通路以及DNA损伤反应通路。蛋白水平验证发现，3F7能降低UUO肾脏中EGFR的表达和ERK1的磷酸化水平。

FXII/FXIIa通过Akt和ERK1/2信号通路上调p21诱导肾小管上皮细胞衰老

体外实验发现，无论是FXII还是FXIIa，都能诱导人胚胎肾细胞（HEK293）和原代人肾近端小管上皮细胞表达衰老标志物p21和p16。这种效应可被3F7抗体或MEK抑制剂（PD98059）、PI3K/Akt抑制剂（LY294002）所阻断。有意思的是，FXII和FXIIa激活下游信号的模式不同：FXIIa主要快速而强烈地激活ERK1/2，而FXII则更倾向于引起Akt的持续磷酸化。使用无催化活性的FXII突变体（FXIICD）同样能诱导p21表达，说明FXII的这一功能不依赖于其蛋白酶活性。最终，在UUO小鼠肾脏中，3F7治疗确实降低了p21的mRNA和蛋白水平，减少了p21阳性肾小管上皮细胞的数量。

本研究得出结论：特异性抑制FXIIa能有效减轻UUO模型中的肾纤维化，其核心机制在于通过调控Akt和ERK1/2信号通路，影响肾小管上皮细胞的p21表达、衰老和凋亡进程，从而改善肾脏修复与再生。该研究不仅首次在非糖尿病肾纤维化模型中验证了FXIIa靶向治疗的可行性，还深入揭示了其独立于经典凝血、炎症途径的直接细胞调控功能，为理解FXII/FXIIa在器官纤维化中的作用提供了全新视角。鉴于同类抗FXIIa抗体Garadacimab已在遗传性血管性水肿中获批上市，本研究为将该靶点拓展至慢性肾脏病这一巨大未满足临床需求的领域奠定了坚实的理论基础，具有重要的转化医学价值。