黄芪阻抑周细胞-肌成纤维细胞转分化拮抗腹膜纤维化的机制研究

It is confirmed that proliferation of myofibroblasts (MyoF) plays a crucial role in peritoneal fibrosis (PF), leading to failure of peritoneal dialysis. Scientists used to believe that epithelial-mesenchymal transition (EMT) is the major source of MyoF, which is much challenged by cell lineage tracing study. Pericyte-myofibroblast transition (PMT) could be novel mechanism of peritoneal fibrosis where TGF-β1/PDGFRβ signaling participates. Our former study revealed anti-EMT effect of Astragalus, as well as its multi-function on fibrosis. Therefore, we propose hypothesis that PMT play a key role in PF, while Astragalus could inhibit PMT by regulating TGF-β1/PDGFRβ signaling pathway. In this study, we intend to analyze clinical sample and construct animal/cell model, clarifying regulatory mechanism of Astragalus on PMT by gene transfection and FACS sorting. This study would provide new strategy for PF therapy, as well as reveal new mechanism of Astragalus on peritoneal protection.

腹膜纤维化（PF）是导致腹膜透析技术失败的主要原因，肌成纤维细胞（MyoF）的增殖则是病理进程中的核心因素。既往研究认为上皮细胞-间充质转化（EMT）是MyoF的主要来源，但细胞追踪技术的发展使这一学说受到极大挑战。周细胞-肌成纤维细胞转分化（PMT）可能是MyoF活化的新途径，而TGF-β1介导的PDGFRβ信号可能是调控PMT的关键通路。我们前期研究证实了黄芪阻抑间皮细胞EMT而拮抗PF的作用，同时也发现了其通过其他途径调节MyoF活化的征象。因此提出本研究科学假说：黄芪可能作用于TGF-β1/PDGFRβ信号途径，抑制腹膜PMT过程，从而发挥拮抗PF的作用。本研究将在既往工作基础上检测临床样本，借助动物/细胞模型、利用基因转染、流式细胞分选术等分子生物学方法，阐释PMT在PF中的调控机制及黄芪的干预作用。本研究的实施可能提供拮抗PF的新策略，揭示黄芪保护腹膜的新机制。

腹膜透析（peritoneal dialysis，PD）是终末期肾病肾脏替代疗法的主要治疗措施之一。随着医疗技术水平的上升、患者对PD认识的提高以及医保政策对PD支持和管理的不断完善，使得PD成为许多国家和地区肾脏病一体化治疗的首选方式。但令人遗憾的是，随着患者透析龄的增长，在多种病理因素的共同刺激下，腹膜结构重塑，发生腹膜纤维化（peritoneal fibrosis，PF），透析效能逐渐下降，最终导致超滤衰竭，走向不得不退出PD治疗的结局。本研究通过scRNA-seq技术绘制正常和纤维化小鼠腹膜细胞图谱，明确了肌成纤维细胞是PF的主要效应细胞，周细胞是PF进程中肌成纤维细胞的来源之一。接下来以干预腹膜血管壁周细胞-肌成纤维细胞转分化（PMT）为切入点，探讨黄芪/ASI调控PMT的分子过程及其与TGF-β1/PDGFR-β信号通路的互作关系，揭示了中药黄芪/ASI阻抑 PD相关PF的新机制。本研究从体内外两方面进行论证，首先离体研究分别用PDGF-BB及TGF-β1建立原代MPVPCs PMT细胞模型，证实TGF-β1同PDGFR-β的特异性配体PDGF-BB一样均可以活化MPVPCs表面PDGFR-β，同时高表达肌成纤维细胞标记因子α-SMA以及纤维化标记因子Fibronectin、Collagen1a1，通过PDGFR-β抑制剂构建PDGFR-β敲除细胞株证实了TGF-β1/PDGFR-β信号以及PDGF-BB/PDGFR-β信号参与MPVPCs PMT过程，黄芪及积雪草的有效成分可以阻抑TGF-β1或PDGF-BB诱导的MPVPCs PMT，作用与PDGFRβ抑制剂类似。接下来在体研究建立CG诱导的PF小鼠模型，证实PF过程中存在PMT，黄芪/ASI可以抑制PMT，改善PF。通过尾静脉注射腺相关病毒构建PDGFR-β基因敲除小鼠模型，发现PDGFR-β基因敲除可以抑制腹膜PMT进程，缓解腹膜病理改变。