肾损伤后，肾小管上皮细胞来源的 CCN1 如何影响成纤维细胞迁移？

《iScience》：Injured tubular epithelia-derived CCN1 promotes the mobilization of fibroblasts toward injury sites after kidney injury

为探究肾损伤后成纤维细胞迁移机制，研究人员聚焦 CCN1，发现其可促进迁移，或为防治肾纤维化提供新靶点。

　　在人体的肾脏中，急性肾损伤（AKI）后肾小管上皮修复异常会引发未来组织纤维化，这一过程中，成纤维细胞向损伤部位的早期迁移对组织修复至关重要。然而，目前促使成纤维细胞在合适时间迁移到损伤部位的体液因子及其作用机制尚不清楚。为此，来自京都府立医科大学等研究机构的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《iScience》杂志上。

该研究聚焦于损伤肾小管上皮细胞与成纤维细胞之间的相互作用，旨在揭示肾损伤后成纤维细胞迁移的分子机制，为防治肾纤维化提供潜在的干预靶点，对改善急性肾损伤患者的预后具有重要意义。

研究人员运用了多种关键技术方法。在动物实验方面，建立了顺铂诱导的肾损伤、肾缺血再灌注损伤、马兜铃酸肾病及单侧输尿管梗阻等多种小鼠模型，模拟不同类型的肾损伤。细胞实验上，培养了大鼠肾上皮细胞（NRK52E）、大鼠肾成纤维细胞（NRK49F）和正常人皮肤成纤维细胞（NHDF），并对细胞进行处理和观察。此外，还利用了转录组学分析技术，包括 RNA 测序（RNA-seq），来研究基因表达变化；基因编辑技术，如 CRISPR-Cas9 系统敲除 CCN1 基因；以及免疫荧光分析、蛋白质免疫印迹（Western blot）等技术检测相关蛋白的表达和磷酸化水平 。

研究结果如下：

1. 损伤肾小管上皮细胞的培养上清液促进成纤维细胞迁移：通过体外实验，对比 NRK49F 和 NRK52E 的培养上清液（CMF 和 CME）对 NRK49F 的影响，发现 CME 可加速 NRK49F 的增殖和迁移。进一步研究表明，顺铂处理的 NRK52E 的培养上清液（Cis 40-CME）能更显著地促进 NRK49F 迁移，且呈浓度依赖性。
2. 转录组学分析确定 CCN1 为成纤维细胞迁移的候选标志物：对顺铂处理的 NRK52E 和 Cis 40-CME 处理的 NRK49F 进行 RNA-seq 分析，结合基因本体论（GO）生物过程注释和配体 - 受体相互作用分析，确定 CCN1 是损伤肾小管上皮细胞分泌的促进成纤维细胞迁移的关键分子，并且在损伤肾小管上皮细胞的细胞裂解物和 CME 中 CCN1 蛋白表达上调。
3. 体内实验证实损伤近端小管中 CCN1 上调：利用双基因小鼠模型，在体内观察到顺铂注射后近端小管（PT）中 CCN1 表达显著上调。同时，在多种肾损伤小鼠模型（缺血再灌注损伤、马兜铃酸损伤、单侧输尿管梗阻模型）以及人类肾脏移植后的转录组学数据中，均发现 CCN1 在损伤后早期上调，且其表达动态与其他已知的促纤维化因子不同。
4. CCN1 激活 FAK 信号通路加速成纤维细胞迁移：重组 CCN1 可促进 NHDF 的增殖和迁移，通过激活 FAK 信号通路，增加 FAK 及其下游分子（pERK、pAKT）的磷酸化水平。体内实验也表明，顺铂注射或缺血再灌注损伤后，pFAK?细胞在损伤肾小管周围积累，且大部分为 PDGFRβ?成纤维细胞。
5. 肾小管上皮细胞中 Ccn1 基因缺失减少成纤维细胞积累和组织纤维化：构建肾小管特异性 CCN1 基因敲除（CCN1-KO）小鼠模型，发现肾损伤后，CCN1-KO 小鼠损伤部位周围 pFAK?细胞积累减少，在严重损伤（35 分钟单侧缺血再灌注损伤）后，组织纤维化明显减轻；而在轻度损伤（顺铂肾毒性）后，无明显差异。
6. 体外实验验证 CCN1 在成纤维细胞迁移中的作用：通过 CRISPR-Cas9 技术构建 CCN1-KO 的 NRK52E 细胞系，发现其培养上清液无法促进 NRK49F 的增殖和迁移。此外，敲低 NRK49F 中的 Ptk2（编码 FAK）或抑制 FAK 活性，均可减弱 Cis 40-CME 介导的 NRK49F 迁移。

研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了肾损伤后肾小管上皮细胞和成纤维细胞之间通过 CCN1 的旁分泌相互作用。CCN1 在损伤后早期特异性地促进成纤维细胞向损伤部位迁移，在肾纤维化过程的早期发挥关键作用；在严重损伤后，后续其他促纤维化介质的上调可能导致成肌纤维细胞转分化和细胞外基质（ECM）合成，进而促进组织纤维化。因此，抑制 CCN1 可能是预防急性肾损伤向慢性肾病（CKD）转变的有前景的治疗策略，但该策略在其他 CKD 模型中的应用效果仍需进一步研究。这一研究为深入理解肾损伤后的修复机制和开发新的治疗方法提供了重要依据，有助于推动肾脏疾病治疗领域的发展。