腎內(nèi)科彭暉教授研究團隊在Journal of extracellular vesicles雜志發(fā)布研究成果

發(fā)布人：黨委宣傳科 發(fā)布日期：2023-07-07

2023年6月26日，中山大學附屬第三醫(yī)院腎內(nèi)科彭暉教授研究團隊在Journal of extracellular vesicles雜志（IF17.337/Q1）在線發(fā)表了題為“Extracellular vesicle-packaged ILK from mesothelial cells promotes fibroblast activation in peritoneal fibrosis”的研究成果。該文是繼在Science Translational Medicine（2019）發(fā)表腹膜透析相關纖維化的全新機制研究論文之后，彭暉教授團隊在該領域發(fā)表的又一重要研究成果。

腹膜透析是全球約380萬終末期腎病患者常見的腎臟替代治療選擇之一。然而，腹膜纖維化導致的腹膜功能喪失和超濾功能衰竭限制了腹膜透析的應用。在長期腹膜透析過程中，受損的腹膜間皮細胞通過與成纖維細胞、巨噬細胞和血管內(nèi)皮細胞等各種細胞間的相互作用觸發(fā)一系列損傷反應。成纖維細胞的激活是腹膜纖維化進展的關鍵步驟之一，受損的間皮細胞如何傳遞信號激活成纖維細胞目前仍不清楚。

該研究通過對腹膜的單細胞轉錄組（scRNA-seq）分析和細胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）的4D蛋白質組學分析，確定了腹膜間皮細胞是腹透流出液衍生EVs的主要來源細胞，證實了EVs介導腹膜間皮細胞對成纖維細胞的激活作用調(diào)控腹膜纖維的形成，從全新的角度解析了腹膜透析相關腹膜纖維化的發(fā)生機理，為全新治療策略的開發(fā)提出了可能性。

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圖1：文章信息

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彭暉教授團隊首先通過超速離心法分離了腎功能正?；颊呤中g時的腹腔灌洗液，短期、長期腹膜透析患者腹透流出液來源的EVs，并對這些EVs進行無標記的4D LC-MS/MS蛋白組學測序。隨后整合分析了EVs蛋白組數(shù)據(jù)和腹膜組織scRNA-seq數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)編碼這些EVs蛋白的基因表達水平具有細胞類型特異性，通過多主體單細胞去卷積算法分析顯示，間皮細胞是腹透流出液EVs的主要起源細胞。EVs起源細胞中，間皮細胞、成纖維細胞等實質細胞所占比例明顯高于 T 淋巴細胞、B 淋巴細胞等免疫細胞。團隊進一步在腹膜組織和腹透流出液脫落細胞的單細胞轉錄組數(shù)據(jù)中進行單樣本基因集富集分析。結果發(fā)現(xiàn)，單個實質細胞，特別是間皮細胞和成纖維細胞，比其他腹膜細胞釋放更多的EVs，并且長期腹膜透析刺激下的單個間皮細胞分泌更多的EVs（圖2）。

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圖2：EVs蛋白組與腹膜單細胞轉錄組數(shù)據(jù)整合分析

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接下來，研究者分別在細胞模型和小鼠模型上證實了損傷間皮細胞來源的EVs可以促進腹膜纖維的沉積和腹膜成纖維細胞的激活，而利用GW4869小分子抑制劑和AAV1靶向抑制Rab27a，可以在體外和體內(nèi)回調(diào)成纖維細胞的激活和腹膜纖維的沉積（圖3）。此外，研究者找到了關鍵活性分子ILK蛋白包裝在損傷間皮細胞來源的EVs中，通過在間皮-成纖維細胞間傳遞ILK蛋白，激活成纖維細胞中p38 MAPK信號通路，進而促進成纖維細胞的活化。靶向抑制ILK可以減輕成纖維細胞活化和小鼠的腹膜纖維化。

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圖3：損傷間皮細胞來源EVs的功能探討

最后，研究者發(fā)現(xiàn)ILK在纖維化的腹膜組織中表達上調(diào)，ILK陽性EVs的比例在長期腹膜透析患者的腹透流出液中升高。ILK陽性EVs的比例與腹膜功能和TGF-β1的表達水平呈正相關。這些結果表明ILK陽性的EVs可能是預測腹膜透析患者腹膜功能失調(diào)和纖維化發(fā)生的潛在生物標志物（圖4）。

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圖4：ILK陽性EVs可提示腹膜功能的變化

該研究揭示了損傷的腹膜間皮細胞分泌的EVs，通過傳遞ILK蛋白激活了腹膜駐留的成纖維細胞，進而促進了腹膜纖維化（圖4）。ILK陽性的EVs可作為腹膜透析患者腹膜功能狀態(tài)的生物標志物和治療腹膜纖維化的潛在靶點。

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圖5：損傷腹膜間皮細胞以EVs依賴的方式調(diào)控成纖維細胞活化示意圖

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中山大學附屬第三醫(yī)院腎內(nèi)科彭暉教授和葉增純副主任醫(yī)師為該文的通訊作者，腎內(nèi)科博士研究生黃強為第一作者，腎內(nèi)科博士研究生孫宇翔、彭隆和孫娟為該文的共同第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金面上項目(82170762)、廣東省自然科學基金(2022A1515012637)、廣東省科學技術基金-省企聯(lián)合基金-重點項目(2021B1515230005)的資助。

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論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jev2.12334

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JEV(Journal of Extracellular Vesicle）是國際細胞外囊泡協(xié)會的會刊，該期刊由法國居里研究院著名的Clotilde Thery教授領銜主編，是外囊泡研究領域的頂級期刊。該刊自2014年創(chuàng)刊以來，提供了一個關于細胞外囊泡的化學、生物學和/或應用（包括臨床使用）的研究交流平臺，受到多個領域學者們的高度認可和廣泛關注。

中山大學附屬第三醫(yī)院腎內(nèi)科是國家重點學科和廣東省臨床重點?？?，首批博士點授權學科，博士后科研流動站，目前是集醫(yī)教研于一體的腎臟病診治中心。彭暉教授的研究團隊長期從事腹膜透析、慢性腎臟病及其并發(fā)癥的發(fā)病機制與防治研究，在Sci Transl Med, Nat Commun, J Cachexia, Sarcopenia Muscle, J Am Soc Nephrol等專業(yè)期刊發(fā)表SCI論文50余篇。