交叉学科
Interdisciplinary
近日,Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience在线发表了王惠明教授团队题为“JLP/Foxk1/N-cadherin axis fosters a partial epithelial-mesenchymal transition state in epithelial tubular cells” 的最新研究成果,揭示了肾脏纤维化中肾小管上皮细胞表型命运转化轨迹及其核心调控机制。
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上皮间质转化(EMT)作为关键的细胞命运决定机制,在疾病尤其是肿瘤的发生、转移及器官纤维化方面发挥关键作用。最早认为EMT是一个由上皮(E)稳态到间质(M)稳态跃变的二进制事件,近年的研究发现,EMT可能是一个连续并可塑的动态过程。在典型的E稳态和M稳态之间,细胞可处于中间或部分EMT(pEMT)稳态。
在肾脏纤维化进程中,肾小管上皮细胞(TECs)不仅是损伤因素的受害者,更是纤维化损害进展的积极推动者!TECs在有害因素(TGF-β1等)作用下启动EMT进程,偏离E稳态而向M稳态转化。然而,溯源研究显示,纤维化肾组织中只有极少部分TECs转化为成纤维母细胞并发生迁移,大部分TECs仍驻留于基底膜。这些TECs失去了典型的上皮细胞表型功能,但又不具备完全的间质细胞表型功能,证明pEMT现象也存在于肾脏纤维化中。处于pEMT稳态的TECs成为加重肾脏损伤进展的有害因素!迄今为止,肾脏纤维化中的pEMT现象已得到证实和描述,如何简洁而准确表征TECs的pEMT表型,以及调控TECs落入pEMT稳态的核心机制是什么,是这一研究领域亟需回答的重要科学问题!
TGF-β1被公认为肾脏纤维化病理损伤的主要驱动者,也是促发EMT细胞生物学事件的最强大因子。王惠明教授团队此前研究发现,主要表达于近端肾小管的支架蛋白JLP是一种重要的肾脏内源性抗纤维化分子,能强有力对抗TGF-β1介导的促纤维化效应,与Klotho、BMP-7等共同组成肾脏纤维化防控体系(图1)。前期研究结果提示,JLP也参与了TGF-β1作用下TECs的表型转化过程。
图1. JLP是一个重要的肾脏内源性抗纤维化分子。A. JLP全面对抗TGF-β1促纤维化效应。B. JLP与Klotho、BMP-7在肾小管不同部位组成了肾脏纤维化防控体系。
王惠明教授团队构建了多种基因背景下肾脏纤维化模型,获取了不同阶段CKD疾病患者的肾活检组织标本,从体内、体外水平绘制了肾脏纤维化进程中TECs与EMT相关的表型变化时间轨迹,解析了pEMT的核心调控机制。本研究的重要发现有:1、N-cadherin在肾脏纤维化进程中具有不同于其它间质表型分子的表达变化模式。N-cadherin在肾脏纤维化早中期升高但后期迅速下降,其它间质分子如α-SMA、Vimentin等在肾脏纤维化全程持续性升高;2、TECs在肾脏纤维化进程中丢失N-cadherin是一个灾难性事件,导致细胞失去活性并处于细胞周期阻滞状态;3、N-cadherinLow / E-cadherinLow可作为TECs落入pEMT稳态的表型标记;4、TGF-β1/JLP/Foxk1/N-cadherin构成了TECs的EMT稳态调控核心基序(图2)。
图2. 肾脏纤维化中EMT相关分子表达的时间变化轨迹,以及调控TECs的EMT稳态的核心基序TGF-β1/JLP/Foxk1/N-cadherin工作机制。
武汉大学人民医院肾内科2019级硕士生田茂青、2020级硕士生张蒙、副主任医师张璐为本文的共同第一作者,王惠明教授为本文通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金、湖北省科技创新重大专项、中国人口福利基金会创新平台建设等项目的经费资助。
参考文献:
Yan Q, Zhu K, Zhang L, et al. A negative feedback loop between JNK-associated leucine zipper protein and TGF-beta1 regulates kidney fibrosis. Commun Biol. 2020;3:288.
相关论文信息
研究成果发表在Cell Press旗下iScience期刊上,点击“阅读全文”或扫描下方二维码查看论文。
▌论文标题:
JLP/Foxk1/N-cadherin axis fosters a partial epithelial-mesenchymal transition state in epithelial tubular cells
▌论文网址:
https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(23)00473-X
▌DOI:
https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106396
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