肾纤维化新突破:肾小管上皮细胞外泌体 miR-330-3p 调控 CREBBP 的关键作用

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  慢性肾脏病(CKD)中肾纤维化机制不明,治疗手段有限。研究人员聚焦肾小管上皮细胞(RTECs)与成纤维细胞间的通讯,发现 RTECs 来源的外泌体 miR-330-3p 通过抑制成纤维细胞中 CREBBP 活性促进肾纤维化,为治疗提供新靶点。

  慢性肾脏病(CKD)正逐渐成为一个严峻的全球性公共健康问题,它如同隐藏在人体内的 “定时炸弹”,悄无声息地威胁着人们的健康。据统计,全球超过 10% 的人口受到 CKD 的影响。CKD 的一大特征是肾纤维化,这就像是肾脏内部的一场 “内乱”,正常的肾脏组织逐渐被纤维化组织取代,肾脏功能也随之慢慢衰退,最终可能发展为终末期肾病。然而,目前针对 CKD 的治疗效果并不理想,其中一个重要原因就是肾纤维化的发病机制极为复杂,就像一团乱麻,尚未被完全理清。
在肾脏这个精密的 “工厂” 里,肾小管上皮细胞(RTECs)和成纤维细胞起着至关重要的作用。RTECs 就像是勤劳的 “小蜜蜂”,承担着重吸收、分泌、排泄等重要任务,同时还是肾脏损伤后的主要 “受害者” 和 “第一响应者”。而成纤维细胞则如同肾脏的 “建筑工人”,为肾脏提供结构支撑,并参与组织重塑。当肾脏出现问题时,这两种细胞之间的通讯出现异常,似乎开启了一条通往肾纤维化的 “不归路”。

为了深入了解肾纤维化的奥秘,安徽中医药大学第一附属医院等机构的研究人员展开了一项意义重大的研究。他们发现,外泌体在肾纤维化过程中扮演着关键角色。外泌体是细胞分泌的一种微小囊泡,直径在 30 - 150nm 之间,它就像细胞间的 “快递员”,能够携带蛋白质、RNA 等各种生物分子,在细胞之间传递信息。研究人员还发现,RTECs 来源的外泌体中的 miR-330-3p,通过与成纤维细胞中的 CREBBP(环磷腺苷反应元件结合蛋白)相互作用,促进了肾纤维化的发展。这一发现就像在黑暗中找到了一盏明灯,为治疗肾纤维化提供了全新的潜在靶点,有望为 CKD 患者带来新的希望。该研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,培养了大鼠肾小管上皮细胞(NRK-52E)和大鼠成纤维细胞(NRK-49F),并进行尿酸(UA)刺激等处理构建纤维化模型。通过纳米颗粒跟踪分析(NTA)、透射电子显微镜(TEM)等技术鉴定外泌体;利用高通量 miRNA 测序筛选差异表达的 miRNA;借助蛋白质免疫印迹(Western blotting)、实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测蛋白和基因表达水平;还运用了双荧光素酶报告基因实验验证 miRNA 与靶基因的结合关系。在动物实验中,构建了腺嘌呤诱导的肾纤维化小鼠模型和 Rab27a 基因敲除小鼠模型,通过尾静脉注射外泌体或腺相关病毒(AAV)进行干预,并对肾脏组织进行组织学分析、免疫荧光染色等检测。同时,收集了临床慢性肾脏病患者和健康志愿者的尿液样本,用于检测尿液外泌体中的 miRNA。

研究结果如下:

  1. Rab27a 基因敲除抑制外泌体分泌,减轻肾纤维化:成功构建 Rab27a 基因敲除小鼠模型,发现该模型小鼠外泌体分泌减少,血清肌酐和尿素氮水平降低,肾脏纤维化相关蛋白 α - 平滑肌肌动蛋白(α -SMA)、Ⅲ 型胶原蛋白(Col - III)和纤连蛋白(FN)沉积减少,E - 钙黏蛋白(E - cad)表达增加,肾脏病理变化得到改善,表明抑制外泌体分泌可减轻肾纤维化。
  2. UA 促进 RTECs 外泌体分泌并激活成纤维细胞:通过实验发现,UA 处理 NRK-52E 细胞后,外泌体分泌增加,且这些外泌体能够激活 NRK-49F 细胞,使 α -SMA、Col - III 和 FN 表达增加,E - cad 表达减少,而敲低 Rab27a 可抑制这一过程。
  3. 肾小管细胞来源的外泌体加重肾纤维化:动物实验表明,将 UA 处理的 NRK-52E 细胞来源的外泌体(UA - Exo)注射到肾纤维化小鼠体内,与对照组相比,可促进成纤维细胞增殖,加剧肾脏组织中纤维连接蛋白和胶原蛋白的沉积,加重肾纤维化。
  4. RTECs 来源的外泌体 miR-330-3p 促进成纤维细胞激活:对 RTECs 来源的外泌体进行 miRNA 测序,发现 miR-330-3p 在 UA 刺激的外泌体中显著上调。临床研究也证实,慢性肾脏病患者尿液外泌体中 miR-330-3p 水平升高,且与估算肾小球滤过率(eGFR)呈负相关,可作为肾纤维化的生物标志物。进一步实验表明,转染 miR-330-3p 模拟物可促进成纤维细胞增殖和肾纤维化,而转染抑制剂则起到相反作用。
  5. CREBBP 是 miR-330-3p 的潜在靶点:利用生物信息学软件预测并通过实验验证,CREBBP 是 miR-330-3p 的直接靶点。双荧光素酶报告基因实验、RNA 反义纯化(RAP)实验等均证实了两者的结合关系,且外泌体刺激可影响 NRK-49F 细胞中 CREBBP 的表达。
  6. RTECs 来源的外泌体 miR-330-3p 通过调控 CREBBP 介导成纤维细胞激活:敲低 NRK-49F 细胞中的 CREBBP,可部分逆转 miR-330-3p 对成纤维细胞激活的促进作用,表明 miR-330-3p 通过调控 CREBBP 来介导成纤维细胞激活。
  7. RTECs 来源的外泌体 miR-330-3p 通过抑制 CREBBP 表达加重肾纤维化:在体内实验中,尾静脉注射 AAV 抑制 miR-330-3p 表达,可减轻肾纤维化,同时上调肾脏组织中 CREBBP 的表达,说明外泌体 miR-330-3p 通过抑制 CREBBP 表达加重肾纤维化。

综上所述,该研究揭示了外泌体在介导 RTECs 与成纤维细胞通讯、促进肾纤维化中的重要作用,明确了 miR-330-3p/CREBBP 轴在肾纤维化发展中的关键地位。这不仅加深了人们对肾纤维化发病机制的理解,更为肾纤维化的治疗和管理提供了新的潜在靶点,为开发针对 CKD 的创新治疗策略奠定了理论基础,有望为众多深受慢性肾脏病困扰的患者带来新的曙光,在肾脏疾病研究领域具有重要的科学意义和临床应用价值。

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