SNX3通过放大肝细胞-肝星状细胞纤维化环路中的TGF-β1/Smad信号通路加重肝纤维化

SNX3 exacerbates hepatic fibrosis by amplifying TGF- β 1/Smad signaling pathway in hepatocyte-HSC fibrotic loop

作者信息Jing Zhang, Yuxing Dai, Jiaying Yu, Yilin Chen, Dinghu Ma, Wenjing Yu, Mingxia Peng, Zeyu Li, Jing Lu, Honghai Xu, Suowen Xu, Duanping Sun, Peiqing Liu
PMID42764907
发布时间2026-09
DOI10.1016/j.apsb.2026.06.021

实验完整度

高

包含临床样本、两种小鼠模型、条件敲除与过表达、细胞实验及药理救援验证

主要模型

人肝纤维化组织样本与组织芯片 Snx3fl/flAlbcre+/-肝细胞特异性敲除小鼠 Snx3TgAlbcre+/-肝细胞特异性过表达小鼠 原代小鼠肝细胞与LX2人肝星状细胞系

重点核对

肝细胞特异性SNX3敲除小鼠在BDL和CCl4模型中纤维化指标显著减轻 肝细胞特异性SNX3过表达小鼠在9月龄自发形成肝纤维化并在BDL后加重 SRI-011381(30 mg/kg,隔日一次,腹腔注射,1周)消除SNX3敲除的保护作用 SIS3(2 mg/kg,每周两次,腹腔注射,1周)减轻SNX3过表达诱导的肝纤维化 氯喹(40 μmol/L,12 h)而非MG132(10 μmol/L,12 h)恢复SNX3敲低细胞的TGF-β1水平

摘要

肝纤维化是一种由TGF-β1介导的肝细胞与肝星状细胞间相互作用失调驱动的慢性疾病。控制TGF-β1降解与分泌的分子机制仍知之甚少。在此,我们鉴定分选连接蛋白3(SNX3),一种逆转录体相关货物结合蛋白,是TGF-β1驱动肝纤维化的关键调节因子。SNX3表达在纤维化患者和小鼠模型的肝组织中显著升高,与TGF-β1信号呈正相关。使用条件性小鼠模型的功能研究表明,肝细胞特异性SNX3敲除对纤维化提供了显著保护,而过表达则诱导自发性肝纤维化。机制上,SNX3结合TGF-β1并通过促进其在早期内体中的滞留来阻止其溶酶体降解,从而增强分泌。在肝细胞中,SNX3增加TGF-β1分泌,通过旁分泌信号激活邻近的肝星状细胞。在活化的肝星状细胞中,升高的SNX3表达进一步放大TGF-β1产生,形成自我延续的纤维化级联反应,导致下游信号增强和纤维化基因转录激活。药理学研究验证了治疗潜力,抑制TGF-β1信号可减轻SNX3诱导的纤维化,而通路激活则消除了SNX3敲除的保护作用,确立SNX3为有前景的治疗靶点。

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
SNX3是否通过调控TGF-β1的细胞内运输和生物利用度来驱动肝纤维化,以及这一过程是否依赖于TGF-β1/Smad信号通路。
核心机制
SNX3结合TGF-β1,促进其在早期内体滞留并阻止溶酶体降解,从而增强TGF-β1分泌;分泌的TGF-β1通过旁分泌激活肝星状细胞,活化肝星状细胞中SNX3上调进一步放大TGF-β1产生,形成自我延续的纤维化环路,依赖于TGF-β1/Smad信号。
主要证据
临床样本和GEO数据集显示SNX3随纤维化分期升高并与phospho-Smad3正相关;肝细胞特异性SNX3敲除小鼠在BDL和CCl4模型中纤维化减轻,而过表达小鼠自发形成纤维化并加重BDL损伤;体外Co-IP证实SNX3与TGF-β1相互作用,氯喹而非MG132恢复TGF-β1水平,VPS35敲低减弱SNX3对TGF-β1的上调;SRI-011381消除敲除保护,SIS3减轻过表达诱导的纤维化。
研究意义
研究将纤维化调控从转录控制扩展到翻译后运输,提出SNX3作为通过控制TGF-β1生物利用度来治疗肝纤维化的有前景靶点,可能提供比全身性TGF-β1阻断更特异的调节策略。

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

临床样本中SNX3表达与纤维化分期及TGF-β/Smad信号的相关性分析

探究SNX3在肝纤维化中的表达变化及其与疾病进展和TGF-β/Smad信号激活的关联

使用GEO数据库GSE193080分析及商业组织芯片免疫组化染色,检测正常人肝(F0)、轻度(F1)和中度(F2)纤维化肝组织中SNX3表达;免疫荧光共染SNX3与albumin、α-SMA;单细胞RNA-seq数据分析正常肝(n=5)和MASH 4期纤维化(n=4)样本中SNX3表达

2

小鼠肝纤维化模型中SNX3表达验证

在实验动物模型中验证SNX3表达升高及其与纤维化程度和phospho-Smad3的相关性

建立BDL和CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型,通过Western blot、免疫荧光和相关性分析检测SNX3表达、纤维化指标及phospho-Smad3水平;分离原代肝细胞验证SNX3上调

3

肝细胞特异性SNX3敲除对纤维化的功能影响

验证肝细胞来源SNX3在肝纤维化中的功能必要性

将Snx3fl/fl小鼠与Albumin-Cre小鼠杂交获得肝细胞特异性敲除小鼠(Snx3fl/flAlbcre+/-),进行BDL和CCl4造模,检测肝脏大体形态、肝重比、H&E、Masson、PSR、α-SMA免疫组化、透射电镜、羟脯氨酸、血清ALT/AST/ALP/总胆汁酸及纤维化蛋白Western blot

4

肝细胞特异性SNX3过表达对纤维化的功能影响

验证肝细胞SNX3过表达是否足以自发诱导纤维化并加重损伤诱导的纤维化

通过PiggyBac转座子系统构建肝细胞特异性SNX3过表达小鼠(Snx3TgAlbcre+/-),长期观察至9月龄检测自发纤维化,并在6月龄进行BDL造模检测加重效应;采用qRT-PCR、Western blot、组织学和血清生化分析

5

SNX3调控TGF-β1/Smad信号通路的体外机制验证

探究SNX3是否通过增强TGF-β1/Smad信号促进肝细胞和HSC功能变化及旁分泌激活

在原代肝细胞和HSC中操纵SNX3表达(Ad-SNX3过表达或shRNA敲低),TGF-β1刺激后检测Smad3磷酸化、Smad2/3核转位、vimentin和α-SMA表达;进行条件培养基转移实验,并用TGF-β1中和抗体验证旁分泌机制

6

SNX3调控TGF-β1溶酶体降解与分泌的分子机制研究

明确SNX3是否通过结合TGF-β1并阻止其溶酶体降解来调控TGF-β1分泌

通过Western blot和ELISA检测SNX3操纵后TGF-β1蛋白和分泌水平;Co-IP验证SNX3与TGF-β1相互作用;免疫荧光共定位检测TGF-β1与EEA1、LAMP1的共定位;使用蛋白酶体抑制剂MG132和溶酶体抑制剂氯喹处理;VPS35敲低验证逆转录体复合物依赖性;分子对接预测结合界面

7

药理学救援实验验证SNX3通过TGF-β1/Smad通路发挥作用

通过药理学手段建立因果关系并评估治疗潜力

对SNX3敲除小鼠在BDL造模同时给予Smad2/3激动剂SRI-011381或溶剂对照1周,检测肝功能、组织学和纤维化蛋白;对9月龄自发纤维化SNX3过表达小鼠给予Smad3抑制剂SIS3或生理盐水1周,检测肝脏表型和信号通路变化

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
DMEM培养基Gibco11965
胎牛血清Gibco11965
IV型胶原酶----
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000015
重组TGF-β1Thermo Fisher Scientific100-21-50UG
MG132Sigma–AldrichM8600
氯喹Sigma–AldrichC6628
SRI-011381MCEHY-100347
SIS3MCEHY-13013
抗TGF-β1中和抗体R&D SystemsMAB1835
Protein A/G磁珠Thermo Fisher Scientific88802
NE-PER核质分离试剂盒Thermo Fisher Scientific78803
RNAiso Plus试剂Takara9109
SYBR Green检测系统EZBioscienceA0012-R2
全自动生化分析仪URIT8280
羟脯氨酸检测试剂盒Nanjing JianchengA030-2-1
人TGF-β1 ELISA试剂盒Fine TestEH0287
IVIS Lumina XR成像系统PerkinElmerCLS136340
OLYMPUS FV3000荧光显微镜----
Hitachi HT7800透射电子显微镜----
LX2人肝星状细胞系ProcellCL-0560
人肝纤维化组织芯片Xi'an Zhongke Guanghua Bioaitech Co., Ltd.DP087Lv01

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
小鼠肝纤维化模型建立
BDL模型小鼠周龄(8-10周)、结扎方式(双结扎并切断)、术后处死时间(1或2周);CCl4模型稀释比例(1:4橄榄油)、剂量(1 mL/kg)、给药频率(每周两次)、持续时间(6周)、末次注射后处死时间(48 h)
阅读提示:Methods 2.2.3小节及Figure 1D实验设计示意图
肝细胞特异性SNX3敲除和过表达小鼠基因型鉴定
Snx3fl/flAlbcre+/-和Snx3TgAlbcre+/-小鼠构建策略、对照同窝小鼠基因型(Snx3fl/fl或Snx3Tg)、PCR引物序列(Table S1)
阅读提示:Methods 2.2.1和2.2.2小节及Supporting Information Fig. S4A–S4D、S6A–S6C
药理学救援实验给药方案
SRI-011381剂量(30 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、频率(隔日一次)、持续时间(1周)、溶剂组成(10% DMSO+40% PEG300);SIS3剂量(2 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、频率(每周两次)、持续时间(1周)、治疗起始时间(9月龄)
阅读提示:Methods 2.2.4小节及Figure 6A、7A实验设计示意图
细胞处理条件
TGF-β1刺激浓度(5 ng/mL)和时间(24-48 h);MG132浓度(10 μmol/L)和处理时间(12 h);氯喹浓度(40 μmol/L)和处理时间(12 h);腺病毒MOI(100)和转导时间(24 h);TGF-β1中和抗体浓度(10 μg/mL)和预孵育时间(1 h)
阅读提示:Methods 2.3.3和2.3.4小节及Figure 4、5图注
条件培养基转移实验
供体细胞(原代肝细胞转染Ad-SNX3或sh-SNX3)、条件培养基收集时间(无血清DMEM培养4 h)、与新鲜培养基混合比例(1:1)、受体细胞(血清饥饿LX2)、处理时间(24-48 h)
阅读提示:Methods 2.3.5小节及Figure 4K–N、5G–I图注