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Nature Medicine:纤维化病变的治疗策略

2015.2.09

  在组织受到损伤(比如外伤)的情况下,间质细胞(Mesenchymal)通过分泌胞外基质(extracellular matrix)促进组织修复。这一过程受到TGF-b调节。正常情况下,TGF-b的信号会随着组织的慢慢修复而逐渐下调,最终使间质细胞分泌基质的能力下调到正常水平。而在组织病变的情况下,局部TGF-b的表达量如果始终维持较高的水平,就会不断诱导间质细胞分泌大量的胞外基质,最终造成组织器官的纤维化。临床上纤维化也是组织器官病变的主要形式之一,比如常见的肝硬化,肺纤维化等等。在最新的一项研究中,来自德国Erlangen-Nuremberg大学的Jörg H W Distler研究组发现了一种孤儿核受体 -NR4A1在负向调节TGF-B信号传递过程中的作用,相关研究成果发表在最近一期的《Nature Medicine》杂志上。

  TGF-b上调NR4A1的表达。首先,作者比较了健康人与患有系统性纤维化(systemic sclerosis)的患者病变样本中的NR4A1表达量的差异。结果显示,患者的样本中NR4A1的表达量要高于正常样本。随后,作者人为地利用TGF-b刺激人皮肤成纤维细胞,结果显示,短时间的TGF-b刺激能够明显上调NR4A1的表达量。另外,组成型过表达TGF-b受体的小鼠平均NR4A1的表达量要高于对照组小鼠。随后,作者利用RNAi的技术证明了TGF-b引起NR4A1的表达是依赖于其经典的信号通路(TGF-b,SMAD,SP-1),免疫共沉淀实验也证实了TGF-b能够促进SMAD3&4与SP1的结合,随后的染色质免疫共沉淀(CHIP)实验证明活化后的SP1结合在NR4A1启动子区域,暗示了这一活化的结果导致了NR4A1的表达。

  NR4A1的缺失突变使纤维化症状加重。之后,作者培育了过表达TGFbR,同时缺失NR4A1的小鼠,发现这一类小鼠相比较单突变小鼠以及野生小鼠,其TGF-b靶基因发生了明显的上调,同时其胶原蛋白也有明显的过量分泌。病理学检测发现这一类小鼠产生更为严重的纤维化症状。

  NR4A1与SP1特异性结合抑制其转录调控活性。之后,作者通过体外TGF-b刺激NR4A1突变小鼠与野生小鼠的成纤维细胞,发现NR4A1的缺失增强了TGF-b的信号;另外过表达NR4A1能够抑制这一信号。为了研究NR4A1的分子机制,作者通过生化实验发现:在TGF-b的刺激下,NR4A1能够与转录因子SP1结合,同时这一结合能够抑制SMAD3&SMAD4与SP1的正常作用。进一步的生化分析鉴定出了一系列参与到NR4A1反向抑制SP1的过程中的分子伴侣。

  纤维化病变进程中c的作用方式。那么在纤维化疾病中,NR4A1的调控方式又是怎样的形式呢?作者发现在体外对正常成纤维细胞进行长期的TGF-b刺激,将会导致NR4A1的快速上调与缓慢下调。这一下调会导致TGF-b的效应不再能得到控制。而这一“脱敏”的分子机制依赖于组蛋白去乙酰化酶的“表观沉默”作用使得NR4A1表达量下降以及AKT调节的磷酸化导致的NR4A1本身失活。

  治疗纤维化的药物开发。Csn-B是一类NR4A1的类似物,它可以促进NR4A1的转录以及抑制NR4A1的磷酸化。虽然目前具体的作用机制还不清楚,但是Csn-B被认为是一类有前景的治疗纤维化的候选药物。

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