编者按
特发性肺纤维化(IPF)是一种无法治愈的致命肺间质性疾病，持续性的损伤可使肺组织失去促进气体交换和为细胞提供所需氧气的能力。由于IPF的确切病理机制和病因尚不清楚，迄今为止，被食品药品监督管理局（FDA）批准的吡非尼酮和尼达尼布两种药物也只是起到延缓作用，并不能阻止或逆转已经形成的纤维化，也就是说，除肺移植外，IPF几乎没有有效的治疗方法。随着新治疗策略的不断发展，基于细胞分泌物的疗法已成为许多疾病治疗的潜在选择。今年2月，KeCheng和KennethB.Adler等人于NatureCommunications杂志（IF=12.）上发表了题为“Inhalationoflungspheroidcellsecretomeandexosomespromoteslungrepairinpulmonaryfibrosis”[1]的文章，研究以肺球细胞分泌组（LSC-Sec）和外泌体（LSC-Exo）为研究对象，进行了转录组学、蛋白质组学及一些血液生化检测等分析，发现吸入的肺球细胞分泌组和外泌体能够通过恢复正常的肺泡结构并减少胶原蛋白积累和成肌纤维细胞增殖的方式，来减轻或治疗博来霉素和二氧化硅诱发的肺纤维化，此发现为IPF疗法的发展提供了希望。
方法流程
研究结果
1.LSC-Sec对肺修复和纤维化的作用为测试LSC-Sec对肺修复和纤维化的影响，研究者分别使用单一高剂量的博来霉素（Bleo）和二氧化硅构建了小鼠肺纤维化（PF）模型（图1a、图2a），然后，使用雾化器连续7天对小鼠进行细胞分泌组吸入治疗。在Bleo模型中，LSC-Sec使肺细胞凋亡减少（图1d-f），通过保留肺泡上皮结构（图1g–h）和减少胶原蛋白沉积（图1i-k）来减少纤维化；同样，在二氧化硅模型中，LSC-Sec能够显著降低纤维化的严重程度（图2c-f），减少胶原蛋白沉积及肺泡上皮损伤（图2f，g）。以上结果说明，LSC-Sec可减缓肺部纤维化和肺泡上皮损伤，并减少胶原蛋白沉积。图1LSC-Sec吸入逆转了博来霉素损伤引起的肺泡上皮细胞损伤
图2二氧化硅损伤后的小鼠肺的修复和纤维化
2.LSC-Sec和LSC-Exo的蛋白质组成为了更好地理解LSC-Sec介导的可观察到的具有再生能力的分子过程，研究者对3名志愿者的LSC-Sec进行了蛋白质组学分析，并与已报道的间充质干细胞分泌组（MSC-Sec）进行了比较。3个LSC-Sec具有非常相似的蛋白质组（图3a），在共有的蛋白质中，29.6％为分泌膜受体的细胞外蛋白，47.5％是分泌途径未知的胞浆蛋白（图3b）。其中的种常见细胞外蛋白中，大多数是与生长因子和细胞外基质相关的蛋白，如与补体系统（C1r和蛋白聚糖）以及Wnt信号通路（DKK3）相关的蛋白（图3c）。前人的研究也表明，分泌组不仅包括可溶性蛋白，还包括细胞外囊泡（EVs），特别是外泌体（Exosome）。有趣的是，在LSC-Sec中鉴定出的种常见细胞外蛋白，约有一半也在LSC-Exo中鉴定出（图3e）。并且，GO分析表明，多数LSC-Exo蛋白与生物粘附、细胞粘附、细胞外基质组织、细胞外结构组织和血小板脱粒有关（图3f）。以上结果表明，LSC-Sec和LSC-Exo中的蛋白不仅能够分解和逆转已经存在的纤维化，而且还能促进上皮以及血管的生长与修复。图3LSC-Sec和LSC-Exo的蛋白质组学分析
3.LSC-Sec和LSC-Exo的治疗效果研究者在对Bleo诱导的SD大鼠PF模型（图4d）分析中发现，LSC-Sec和LSC-Exo在维持正常肺结构（图4e-f）以及减少纤维化（图4h）和胶原沉积方面均显示出治疗作用（图4g-i），如增加水通道蛋白5（AQP5）和血管性血友病因子（vWF），以及减少α平滑肌肌动蛋白（αSMA）（图4k-n），值得一提的是，αSMA是指示IPF的成肌纤维细胞标志物。此外，在系统性细胞因子表达和信号传导蛋白（SMAD3）的水平上，LSC-Sec和LSC-Exo可缓解SMAD3水平以及单核细胞趋化蛋白-1（MCP1/CLL2）的上调（图5a）。以上结果表明，LSC-Sec和LSC-Exo可通过调节一些重要细胞因子和蛋白起到减少肺纤维化和胶原沉积的作用。图4外泌体在大鼠肺纤维化方面的治疗潜力
4.LSC-Exo转录组学分析LSC-Exo和间充质干细胞外泌体（MSC-Exo）的RNA测序分析发现有多种特有的miRNA，表明外泌体中的miRNA可能具有多种调控作用。与鉴定出的其他miRNA相比，miR-99家族以及miR-a、miR-10a和miR-30a在LSC-Exo中显著上调（图5j）。前人的研究表明，miR-30a在逆转转化生长因子-β（TGF-β）诱导的Wnt1诱导信号通路蛋白1（WISP1）、抑制线粒体裂变和防止细胞凋亡方面具有抗纤维化特性，并且，WISP1是IPF患者中已知的纤维化介质，可增强胞外矩阵蛋白（ECM）沉积并促进纤维化[2]。以上结果说明，miRNA也提供了对LSC因子的治疗潜力的初步了解。图5外泌体miRNA分析
小编总结
该文章报道了IPF的一种无创疗法，即LSC-Sec和LSC-Exo对博来霉素和二氧化硅诱发的纤维化治疗的有效性，并且运用转录组学、蛋白质组学及一些生物学指标检测，揭示了LSC-Sec介导的再生机制可能与外泌体以及细胞分泌物中发现的大量蛋白质有关，为LSC-Sec和LSC-Exo的治疗潜力提供了初步了解。另外，研究者也指出了此次研究中外泌体富集方面的不足，对于外泌体的研究，诺禾质谱推出了外泌体蛋白质组学技术，以期为您提供从富集到检测的一站式服务！参考文献：[1]Phuong-UyenCDinh,DiptiPaudel,HaydenBrochu,etal.Inhalationoflungspheroidcellsecretomeandexosomespromoteslungrepairinpulmonaryfibrosis[J].NatureCommunications,.[2]MelanieK?nigshoff,MonikaKramer,NishaBalsara,etal.WNT1-induciblesignalingprotein-1mediatespulmonaryfibrosisinmiceandisupregulatedinhumanswithidiopathicpulmonaryfibrosis[J].JournalofClinicalInvestigation,,(4):-.更多精彩内容：
(点击即可阅读)
NatureCommunications
代谢组学筛选非小细胞肺癌糖酵解过程中潜在的抗癌靶点
蛋白质组学与代谢组学线上公开课之和
有人
你:致敬最美劳动者，随手拍有奖征集活动客户文章
经辐射的肿瘤细胞微粒通过细胞杀伤和免疫重编程介导抗肿瘤作用
确认过眼神，是你投票选出的课程~~
诺禾致源质谱平台客户文章大盘点
直击新冠治疗｜间充质干细胞疗法或成为新冠患者临床治疗的新途径
为你读文献为你分享资源
为你分析研究思路
为你提供最前沿的科研动态
学霸，逗逼，科学家，文艺青年同在
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇