泛酸通过靶向IGFBP6调控TGF-β/SMADs通路改善肝纤维化

Pantothenic acid ameliorates hepatic fibrosis by targeting IGFBP6 to regulate the TGF-β/SMADs pathway.

作者信息Zhengxin Jin, Zhengsen Jin, Zeyu Liu, Yongcheng Yin, Yuchen Zhang, Ying Zhang, Jianning Kang, Yuepeng Fang, Wei Jiang, Bin Ning
PMID40730679
发布时间2025-07-29
DOI10.1038/s42003-025-08527-5

实验完整度

高

包含体外细胞模型、CRISPR敲除验证、体内TAA诱导纤维化模型及机制研究(免疫共沉淀、荧光素酶报告等)。

主要模型

TAA诱导的肝纤维化小鼠模型 TGF-β刺激的原代小鼠肝星状细胞 TGF-β刺激的LX2细胞系 IGFBP6敲除LX2细胞系

重点核对

TAA诱导肝纤维化小鼠模型(剂量递增方案) TGF-β刺激浓度(10 ng/mL)及处理时间 PA给药浓度(10或50 mg/kg,经口灌胃) IGFBP6敲除(CRISPR-Cas9)验证PA靶点特异性 泛素化降解检测(MG132抑制实验)

摘要

肝纤维化的进展涉及复杂的多细胞串扰,凸显了确定关键治疗靶点的迫切需要。在本研究中,我们确定胰岛素样生长因子结合蛋白6(IGFBP6)作为肝星状细胞(HSCs)中特异性富集并在病毒性肝炎相关纤维化中上调的标志物。利用硫代乙酰胺(TAA)诱导的小鼠模型和转化生长因子-β(TGF-β)刺激的细胞模型,我们证明了IGFBP6的促纤维化作用。通过网络药理学筛选,泛酸(PA)被确定为靶向IGFBP6的有效化合物。PA给药显著减少胶原沉积,减弱HSCs的活化,并降低肝纤维化相关标志物。值得注意的是,PA在已建立纤维化的小鼠模型中保持疗效。机制上,PA直接与IGFBP6相互作用,诱导泛素依赖性降解并抑制TGF-β/SMADs信号传导。本研究确定IGFBP6是肝纤维化的驱动因子,并验证PA是一种有效的治疗药物。因此,用PA靶向IGFBP6为肝纤维化提供了一种潜在的临床治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
肝纤维化进展中的关键治疗靶点是什么,以及泛酸(PA)是否通过靶向该靶点发挥抗纤维化作用?
核心机制
PA直接结合IGFBP6,促进其泛素依赖性降解,从而抑制TGF-β/SMADs信号通路,减少HSC活化和胶原沉积。
主要证据
体外实验显示PA抑制TGF-β诱导的HSC活化标志物表达,IGFBP6敲除后PA的抑制作用消失;体内实验显示PA减少TAA诱导的胶原沉积和纤维化标志物,并抑制SMAD2/3磷酸化。
研究意义
本研究确定IGFBP6是肝纤维化的驱动因子和治疗靶点,并验证PA作为靶向IGFBP6的潜在治疗药物,为肝纤维化的临床治疗提供了新策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

生信分析鉴定IGFBP6

寻找肝纤维化进展中的关键分子

整合分析多个GEO数据集,识别差异表达基因,关注纤维化相关通路。

2

验证IGFBP6在HSC中的表达

确认IGFBP6在肝星状细胞中的特异性表达

分离原代小鼠肝细胞,比较不同细胞类型中IGFBP6的表达;分析scRNA-seq数据。

3

IGFBP6功能研究

证明IGFBP6在HSC活化中的促纤维化作用

用TGF-β刺激原代HSCs和LX2细胞,敲除IGFBP6后检测纤维化标志物。

4

药物筛选鉴定PA

发现靶向IGFBP6的抗纤维化化合物

利用PubChem筛选FDA批准的化合物,经SwissADME过滤,用细胞实验验证候选药物的效果。

5

机制研究:PA促进IGFBP6降解

阐明PA如何调节IGFBP6

利用分子对接、MST、CETSA、Co-IP等实验研究PA与IGFBP6的结合及降解方式。

6

体内药效评估

验证PA对肝纤维化的预防和治疗作用

在TAA诱导的肝纤维化模型中,预防性及治疗性给予PA,评估纤维化程度和标志物表达。

7

验证TGF-β/SMAD通路介导

确认PA通过IGFBP6抑制TGF-β/SMAD通路

检测PA对SMAD2/3磷酸化和核转位的影响,并在IGFBP6敲除细胞中验证。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
硫代乙酰胺MedChemExpressHY-Y0698
泛酸MedChemExpressHY-B0430
乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸MedChemExpressHY-D0861
LiberaseRoche05401020001
NycodenzAxis-Shield1002424
PercollCytiva17089101
HepatoZYME-SFM培养基Gibco17705-021
DMEM培养基Gibco11995-073
胎牛血清Gibco10099-141
RPMI 1640培养基Gibco11875-093
青霉素/链霉素Gibco15140-122
支原体检测试剂盒Yeasen40615ES
LX2细胞系ProcellCL-0560
293T细胞系ProcellCL-0005
THLE-2细胞系Cell Bank of the Chinese Academy of SciencesSCSP-5068
二甲基亚砜MedChemExpressHY-Y0320
MG132MedChemExpressHY-13259
3-甲基腺嘌呤MedChemExpressHY-193123
SIS3MedChemExpressHY-13013
生物素MedChemExpressHY-B0511
地塞米松MedChemExpressHY-14648
丙硫氧嘧啶MedChemExpressHY-B0346
吡硫翁锌MedChemExpressHY-B0572
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0011
硝酸纤维素膜ServicebioG6014
α-SMA抗体Proteintech14395
纤连蛋白抗体Proteintech15613
I型胶原α1抗体Proteintech66761
IGFBP6抗体Proteintech18445
GAPDH抗体Proteintech60004
β-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2146
磷酸化SMAD2/3抗体Cell Signaling Technology8828
SMAD2/3抗体Cell Signaling Technology72255
二抗ZSGB-BIOZB-2305
二抗ZSGB-BIOZB-2301
化学发光试剂BiosharpBL520B
凝胶成像系统ProteinSimpleFluorChem
RNA提取试剂盒Precision BiotechnologyAG21017
反转录试剂盒Precision BiotechnologyAG11728
SYBR Green qPCR试剂盒Precision BiotechnologyAG11701
LightCycler 480 II实时荧光定量PCR仪Roche--
lentiCRISPR v2载体Addgene52961
psPAX2包装质粒Addgene12260
pMD2.G包装质粒Addgene12259
聚乙烯亚胺BeyotimeC0539
聚凝胺MedChemExpressHY-112735
嘌呤霉素MedChemExpressHY-B1743
CCK-8试剂盒BeyotimeC0039
MOE软件----
PyMOL软件Schrödinger2.04
Maestro软件Schrödinger--
重组人IGFBP6蛋白MCEHY-P73141
Ni-NTA亲和层析Thermo ScientificHisPur
RED-tris-NTA蛋白标记试剂盒NanoTemper--
IGFBP6抗体Proteintech32157
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnologysc-2003
天狼星红染色试剂盒SolarbioG1472
马松三色染色试剂盒SolarbioG1340
柠檬酸盐缓冲液SolarbioC1010
免疫组化试剂盒ZSGB-BIOSP9000
全自动病理切片扫描仪LogiScienceMSCAN200
Sircol可溶性胶原检测试剂盒BiocolorS1000
DAPI染色液SouthernBiotech0100-20
荧光二抗Abcamab150080

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
TAA给药剂量(50 mg/kg起始,递增)、频率(每周3次)、持续时间(8周),以及PA给药剂量(预防10或50 mg/kg,治疗50 mg/kg)、途径(灌胃)
阅读提示:Methods: Mouse models of hepatic fibrosis
细胞模型建立
TGF-β刺激浓度(10 ng/mL)、处理时间(12, 24, 48小时),以及PA处理浓度(0.1-10 μM)
阅读提示:Methods: Cell lines and cell-related experiments
IGFBP6敲除验证
sgRNA序列、慢病毒感染MOI、嘌呤霉素筛选浓度
阅读提示:Methods: CRISPR-Cas9 knockout
蛋白降解机制
MG132浓度(15 μM)、处理时间(24小时)、3-MA浓度(5 mM),以及PA浓度(1 μM)
阅读提示:Methods: Cell lines and cell-related experiments
信号通路验证
SMAD2/3磷酸化检测时间点(15, 30, 60分钟)
阅读提示:Methods: Western blotting; Fig. 10a, b