人脐带间充质干细胞外泌体通过抑制Talin-1介导的上皮-间质转化改善糖尿病肾病足细胞损伤的蛋白质组学研究

本研究针对糖尿病肾病(DKD)中足细胞损伤导致蛋白尿的关键问题，通过4D非标记定量蛋白质组学技术，揭示了人脐带间充质干细胞外泌体(hUCMSC-Exosomes)通过上调Talin-1表达抑制上皮-间质转化(EMT)的治疗机制，为DKD提供了新型细胞治疗策略。

　　

糖尿病肾病(Diabetic Kidney Disease, DKD)是全球终末期肾病的主要病因，其特征性病理改变——足细胞损伤导致的蛋白尿，至今缺乏有效治疗手段。近年来，间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)因其多向分化潜能和旁分泌特性成为再生医学研究热点，其中人脐带来源MSCs(hUCMSCs)分泌的外泌体(Exosomes)更因其低免疫原性和高生物相容性展现出独特优势。然而，hUCMSC-Exosomes能否改善DKD足细胞损伤？其分子机制如何？这些问题成为领域内亟待破解的科学谜题。

为回答这些问题，山东大学齐鲁医院老年医学科张震团队在《Journal of Proteome Research》发表最新研究，创新性地将4D非标记定量蛋白质组学(4D label-free quantitative proteomics)技术与基因沉默技术相结合，系统揭示了hUCMSC-Exosomes通过调控Talin-1介导的信号通路改善足细胞上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)的分子机制。

关键技术方法包括：1) 采用db/db小鼠建立DKD模型，分为正常对照组(NC)、糖尿病组(DM)和hUCMSC治疗组(DMT)；2) 通过流式细胞分选技术获取足细胞进行4D蛋白质组学分析；3) 使用基因沉默技术验证Talin-1功能；4) 结合生物信息学分析差异表达蛋白涉及的信号通路。

研究结果部分：

1. 1.

   hUCMSC-Exosomes改善肾功能和足细胞EMT

   实验显示治疗组尿蛋白显著降低，足细胞标志物nephrin表达上调，EMT标志物α-SMA下调，证实hUCMSC-Exosomes可逆转足细胞去分化。

2. 2.

   蛋白质组学揭示1765个差异蛋白

   定量分析发现细胞骨架组织、吞噬作用、氧化应激和凋亡相关通路显著富集，其中细胞骨架调控蛋白Talin-1在DM组表达降低而在DMT组明显回升。

3. 3.

   Talin-1功能验证

   高糖培养的足细胞中Talin-1沉默实验显示EMT标志物进一步恶化，证实Talin-1是hUCMSC-Exosomes发挥作用的关键效应分子。

结论与讨论指出，该研究首次从蛋白质组学角度阐明hUCMSC-Exosomes通过Talin-1依赖的机制维持足细胞表型稳定性：1) Talin-1作为细胞骨架-膜受体连接枢纽，其表达恢复可稳定足细胞突触结构；2) 该发现为DKD提供了精准治疗靶点；3) 外泌体治疗避免了干细胞移植风险，具有临床转化优势。这项研究不仅深化了对DKD发病机制的认识，更为开发无创性细胞疗法奠定了理论基础。