Adv Sci:四川大学李一飞等团队发现肺纤维化的血管“门卫”失控机制——RAP2A蛋白异常打开血管“大门”,放行免疫细胞破坏肺组织


特发性肺纤维化(IPF)以进行性纤维化重构为特征,伴随持续性内皮细胞激活与白细胞浸润。尽管内皮功能障碍日益被认为是纤维化发生的关键因素,但将炎症信号与内皮–免疫相互作用耦联的细胞内信号通路仍未完全阐明。

2026年2月11日,四川大学李一飞、华益民、丁楅森、湖北大学Qi Yan共同通讯在Advanced Science在线发表题为“Inactivation Rap2a in Endothelial Cell Prevents Pulmonary Fibrosis by Regulating Immune Microenvironment Through MAP4K4-VCAM1 Signaling”的研究论文。RAS相关蛋白Rap2a(RAP2A)是一种与应激和炎症信号有关的小GTP酶,其在肺纤维化损伤过程中于肺内皮细胞中的作用尚未被系统研究。本文通过博莱霉素诱导的实验性肺纤维化模型发现,RAP2A在肺内皮细胞中表达显著上调,并与疾病严重程度相关。

利用AAV9-Cdh5-shRNA在内皮细胞中特异性敲低Rap2a可减轻炎症细胞对肺内皮的黏附,减少纤维化重构并改善肺功能。机制上,RAP2A在促炎性刺激下通过增强MAP4K4依赖性信号通路并上调血管细胞黏附分子1(VCAM1)促进内皮细胞激活,进而促进白细胞-内皮相互作用。体外实验进一步证实,RAP2A缺失可削弱肿瘤坏死因子-α诱导的内皮黏附能力,而不影响基础状态下的内皮完整性。综上,本研究发现内皮细胞RAP2A是实验性肺纤维化中炎症性内皮激活的调控分子,并提示靶向RAP2A介导的信号通路可能成为调控肺纤维化损伤过程中内皮–免疫交互作用的潜在策略。

特发性肺纤维化(IPF)是一种毁灭性的间质性肺病,其特征是细胞外基质(ECM)逐渐积累,最终导致致命呼吸衰竭。尽管成纤维细胞活化和肺泡上皮损伤长期以来被认为是IPF致病机制的核心驱动因素,但越来越多的证据表明,血管内皮细胞(EC)积极参与疾病进展,而非作为被动旁观者发挥作用。在人类IPF样本和实验动物模型中,ECs均表现出免疫激活、通透性增加及血管分泌信号紊乱等特征。肺血管微环境在调控免疫细胞募集、塑造促纤维化免疫微环境中发挥关键作用。

尽管取得了这些进展,控制不良免疫-血管相互作用的上游内皮调控因子仍未完全理解,尤其是在内皮细胞、免疫细胞和成纤维细胞之间的细胞间通信方面。既往研究已证实TGF‑β/Smad、VEGF、Notch等经典通路参与病理性血管重构;然而,在纤维化进展过程中,ECs如何感知并响应ECM重构与组织硬度增加,却较少受到关注。小GTP酶作为整合生化与机械信号的分子开关,可调控细胞应答,但其在肺纤维化损伤中协调ECs活化的作用仍largely未被探索。

RAP2A(由Rap2a编码)是Ras相关的小GTP酶家族成员,被认为参与细胞骨架组织和细胞间连接调控。研究表明RAP2A可调控Hippo通路信号,并参与多种免疫调节过程。有研究证实,在非肺来源细胞的炎症环境中,RAP2A可通过MAP4K4激活JNK信号。然而,ECs中RAP2A是否通过调控炎症性内皮活化与免疫–血管交互作用参与肺纤维化病理进程,尚未得到系统研究。

靶向内皮细胞Rap2a的红细胞膜纳米载体在体内缓解肺纤维化(摘自Advanced Science

本研究探讨了内皮RAP2A在实验性肺纤维化中的作用,重点关注其在促炎刺激与内皮激活及白细胞粘连之间的联结功能。通过在博莱霉素诱导的肺纤维化模型中采用互补策略,包括内皮靶向Rap2a基因敲除与细胞类型富集的AAV9介导基因操作,研究证实RAP2A在调控内皮炎症应答与纤维化进展中发挥关键作用。单细胞转录组分析结合基于CellChat的细胞通讯分析进一步表明,RAP2A可调控内皮–免疫信号传导,尤其在与巨噬细胞来源配体相关的通路中。机制上,RAP2A通过上调VCAM1表达、增强炎症细胞–内皮相互作用促进ECs活化。此外,为探索靶向内皮RAP2A的治疗价值,研究采用基于红细胞的siRNA递送平台,在体内实现ECs中Rap2a的部分沉默。该策略可减轻实验模型中的肺纤维化程度并维持肺功能。综上,本研究证实ECs中RAP2A是肺纤维化损伤中调控炎症性内皮活化的关键分子,并提示其可作为调控肺纤维化过程中免疫–血管相互作用的潜在干预靶点。

原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202519892


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