一项新研究发现了一条在正常伤口愈合过程中使用的途径,并具有逆转特发性肺纤维化(IPF)的潜力。特发性肺纤维化(IPF)是最常见的肺纤维化类型,指的是肺部出现无法确定原因的瘢痕。研究人员正在努力寻找预防或减缓IPF及其他相关肺部疾病的方法,这些疾病可能导致症状加重,如呼吸急促、干咳和极度疲劳。被诊断为IPF后的平均生存率仅为三到五年,目前尚无治愈该疾病的方法。最近,由密歇根大学的肖恩·福蒂尔(Sean Fortier)医学博士领导的团队进行的研究揭示了这一逆转IPF的潜在途径。而密歇根大学医学院肺部和危重护理医学部门的马克·彼得斯-戈尔登(Marc Peters-Golden)医学博士则通过研究正常伤口愈合发现了逆转IPF的潜在途径。
他们使用小鼠模型模拟了由化疗药物博来霉素引起的IPF,博来霉素是一种会导致细胞损伤的化疗药物。他们发现,随之而来的肺部瘢痕在大约六周内自行消退。
福蒂尔解释说,研究纤维化是具有挑战性的,因为实验药物必须在纤维化自行消退之前给药,以有效逆转。然而,确定改进是否是由于药物的影响还是身体的自然愈合过程是很具有挑战性的。他补充道:“关于小鼠自然恢复的具体机制仍然有很多需要发现的地方。如果我们能理解所涉及的特定分子机制,我们可能会识别出新的IPF治疗靶点。”肺损伤导致愈合或纤维化的过程在一定程度上取决于一种称为成纤维细胞的细胞的命运,这种细胞产生结缔组织。在损伤或生病期间,成纤维细胞被激活并转变为肌成纤维细胞,它们通过释放胶原蛋白来创建瘢痕组织。
为了使成纤维细胞恢复到其不活跃状态或经历程序性细胞死亡,它们需要被去激活或去分化。
福蒂尔指出,正常伤口愈合与纤维化的区别在于激活的肌成纤维细胞的持续存在。这些细胞的去激活是由分子刹车控制的,研究集中于一种名为MKP1的刹车。研究发现,来自IPF患者的成纤维细胞中MKP1的表达水平较低。
研究小组发现,通过在肺损伤小鼠的成纤维细胞中基因去除MKP1,纤维化继续失控进展。
相反,这些成纤维细胞必须被去激活或去分化,以回到安静状态或经历程序性细胞死亡并被清除。
福蒂尔解释说:“这就是正常伤口愈合与纤维化之间的主要区别–激活的肌成纤维细胞的持续存在。”这种去激活是由分子刹车控制的。研究检查了一种名为MKP1的刹车–研究小组发现,来自IPF患者的成纤维细胞中MKP1的表达水平较低。
通过在建立肺损伤后基因消除小鼠成纤维细胞中的MKP1,研究小组发现纤维化持续失控。
“这些成纤维细胞必须被去激活或去分化,才能返回其静息状态或经历程序性细胞死亡并被清除。
到第63天,即使在令人印象深刻的进展中,纤维化的迹象仍然存在,”福蒂尔解释称。
“我们通过消除法得出结论:当你去掉这个抑制剂时,通常会消失的纤维化将持续存在,表明MKP1对纤维化的自然消退至关重要。”
他们使用CRISPR技术进行了多项额外实验,以说明MKP1如何抑制参与细胞对压力反应的酶p38α。
此外,他们确认目前FDA批准的两种肺纤维化药物,吡非尼酮和奈折沙星,均无法去激活肌成纤维细胞。
福蒂尔表示:“这与它们减缓进展的事实完全一致,但它们并不能停止或逆转疾病。”
福蒂尔对发现这一逆转纤维化的途径表示乐观,认为这将引导进一步研究其他控制纤维化的方法。
“关于纤维化的研究主要集中在如何预防它,但当患者因基础的IPF而出现干咳、呼吸困难和低氧水平来到我的诊所时,瘢痕已经存在。自然地,我们希望有一种方法来阻止瘢痕恶化,但最终目标是逆转它。