肝纤维化是慢性肝病向肝硬化、肝癌进展的关键病理阶段,全球约有3.3%的人群存在晚期肝纤维化。然而,临床上至今尚无获批的抗肝纤维化药物,其背后的分子机制和有效干预靶点一直是该领域亟待突破的核心难题。近年来,靶向肝星状细胞(HSCs)被认为是治疗肝纤维化最有前景的方向之一。但核孔蛋白NUP85在这一过程中究竟扮演什么角色?此前从未被系统研究过。
2026年3月29日,安徽医科大学徐涛教授团队联合中科大第一附属医院陈昭琳教授在Advanced science杂志在线发表题为NUP85 Mediates Endoplasmic Reticulum Stress through the USP47/ASK1 Signaling Pathway to Regulate the Progression of Liver Fibrosis的研究论文首次揭示:NUP85是肝纤维化的关键驱动因子。此外,研究团队开发了靶向活化HSCs的CREKA肽修饰脂质体递送系统,将NUP85小分子抑制剂Mogroside V精准递送至活化的HSCs,实现了安全、高效的治疗效果。
首先,为评估NUP85与肝纤维化进展的相关性,分析了多个GEO数据集(GSE55747、GSE25097、GSE84044、GSE15654)。结果显示,在CCl₄诱导的肝纤维化、肝硬化及晚期纤维化(S2-4)患者中,NUP85表达均显著上调,且肝癌肝硬化患者高于非肝癌肝硬化患者;NUP85表达与ACTA2、Col1A1、Col3A1等纤维化标志物呈显著正相关(r=0.581、0.300、0.413)(图1A-G)。进一步在临床肝纤维化患者及小鼠模型中进行验证,H&E、Masson、天狼猩红染色证实了典型的纤维化病理改变,免疫荧光、免疫组化、Western blotting及RT-qPCR均显示NUP85表达显著升高(图1H-L,图S1A-G)。在TGF-β1激活的LX-2细胞中,NUP85表达同样上调(图S1H-K)。原代细胞分离实验表明,NUP85主要在活化的HSCs中选择性上调,而在肝细胞和肝巨噬细胞中变化不显著,该现象在CCl₄及BDL两种模型中均得到验证(图S2)。以上结果为NUP85表达水平与肝纤维化进展之间的显著相关性提供了充分证据。
接下来,为探究NUP85在肝纤维化中的作用,分别构建了肝特异性(AAV8介导)和HSCs特异性(AAV2-Lrat介导)NUP85敲低小鼠模型。在CCl₄及BDL两种肝纤维化模型中,肝特异性敲低NUP85可显著降低血清ALT、AST、ALP水平,减少羟脯氨酸含量,减轻Masson及天狼猩红染色显示的胶原沉积面积,并下调纤维化标志物α-SMA、Col1A1、Col3A1的mRNA及蛋白表达(图S3-S5)。HSCs特异性敲低NUP85同样改善了上述肝损伤及纤维化指标(图2,图S4,图S6)。为进一步验证NUP85的促纤维化功能,在NUP85敲除小鼠中通过AAV2-Lrat-oeNUP85恢复(过表达)NUP85,结果显示ALT、AST、ALP及羟脯氨酸含量升高,胶原沉积面积扩大,α-SMA、Col1A1、Col3A1表达上调,纤维化程度显著加剧(图S7-S8)。以上结果表明,NUP85在肝纤维化中发挥促纤维化作用,且该作用主要依赖于HSCs中的NUP85。
为探究NUP85在HSCs活化中的作用,首先确定TGF-β1的最佳刺激条件(10 ng/mL处理24小时),此条件下NUP85蛋白表达达峰值(图S9A-D)。随后验证了NUP85-siRNA和过表达质粒的转染效率,确认其可有效敲低或上调NUP85表达(图S9E-L)。功能实验表明,在TGF-β1诱导的LX-2细胞中,敲低NUP85可显著降低纤维化标志物α-SMA、Col1A1和Col3A1的mRNA及蛋白水平,而过表达NUP85则上调这些标志物(图3A-L)。在原代小鼠HSC中,NUP85敲低同样抑制了细胞自发活化,表现为上述标志物表达降低(图S10)。以上结果表明,敲低NUP85可有效抑制TGF-β1诱导的HSCs活化。
为阐明NUP85调控肝纤维化的分子机制,对正常和NUP85敲低小鼠肝组织进行RNA-seq,GO富集分析显示内质网应激(ERS)通路显著受影响(图4A-B)。体内外验证表明,在CCl₄诱导的小鼠及TGF-β1刺激的LX-2细胞中,敲低NUP85可显著降低ERS标志物(GRP78、ATF4、p-IRE1、CHOP)的表达,而过表达NUP85则升高这些标志物水平(图4C-F,图S11A-G)。为进一步验证ERS在NUP85调控肝纤维化中的关键作用,使用ERS激活剂衣霉素(TM)进行回补实验。结果显示,TM处理可部分逆转NUP85敲低对ERS、肝损伤及胶原沉积的抑制作用,表现为ERS标志物及纤维化标志物(α-SMA、Col1A1、Col3A1)表达回升,血清ALT、AST、ALP及羟脯氨酸含量增加,Masson和天狼猩红阳性面积扩大(图4G-P,图S11H-Q)。以上结果表明,ERS是NUP85调控肝纤维化进程的关键介导因素。
为进一步阐明NUP85在肝纤维化中的作用,对RNA-seq数据进行聚类分析和KEGG通路富集分析。结果显示,对照组与NUP85敲低组小鼠的基因表达模式存在显著差异,其中MAPK信号通路是最显著改变的通路(图5A-B)。体内外验证表明,在CCl₄诱导的小鼠及TGF-β1刺激的LX-2细胞中,NUP85敲低可抑制ASK1、JNK、p38的磷酸化激活,而NUP85过表达则增强其磷酸化水平(图5C-D,图S12)。功能回补实验进一步证实,腺病毒介导的ASK1过表达可逆转NUP85敲低对HSC活化的抑制效应;而ASK1特异性抑制剂GS-4997则可消除NUP85过表达驱动的促活化效应(图5E-L,图S13I-L)。此外,NUP85对内质网应激的调控同样依赖于ASK1信号通路。以上结果表明,ASK1是NUP85调控肝纤维化进程的关键下游靶点。
为阐明NUP85调控ASK1活性的机制,检测了ASK1的泛素化和磷酸化水平。结果显示,肝纤维化中ASK1的泛素化及磷酸化水平均升高,且NUP85可正向调控二者水平(图S14A-C)。使用泛素化抑制剂TAK-243可阻断NUP85对ASK1的调控作用,而广谱激酶抑制剂无此效应,提示NUP85通过泛素修饰影响ASK1磷酸化活性(图S14D-F)。通过IP-MS联合RNA-seq筛选,结合免疫共沉淀和免疫荧光验证,发现NUP85与去泛素化酶USP47存在直接相互作用,且NUP85可正向调控USP47的表达水平(图6A-D,图S15)。在TGF-β1诱导的LX-2细胞中进行NUP85与USP47的共敲低实验,结果显示同时敲低USP47可部分逆转NUP85敲低对纤维化标志物(α-SMA、Col1A1、Col3A1)及内质网应激标志物(GRP78、ATF4、CHOP等)的抑制作用(图6E-H,图S16)。以上结果表明,NUP85通过与USP47结合,调控肝星状细胞活化和内质网应激,从而促进肝纤维化进展。
为探究NUP85通过USP47调控ASK1泛素化的机制,首先验证了USP47与ASK1的相互作用。免疫荧光和免疫共沉淀显示,二者在LX-2细胞中共定位且直接结合(图7A-C)。USP47过表达未影响ASK1的K48泛素化,但显著抑制其K63泛素化(图7D-E)。竞争性实验表明,NUP85与ASK1竞争结合USP47的C19C结构域(图7F-J,图S14I-J)。通过LC-MS/MS鉴定出ASK1上四个潜在泛素化位点(K454、K458、K805、K1081),进一步构建点突变体进行功能验证,发现K805R突变可阻断NUP85和USP47对ASK1泛素化水平的调控,而其他位点突变无此效应(图7K-N)。经质谱独立验证,K805为ASK1的关键泛素化位点(图7O)。以上结果表明,NUP85通过USP47介导ASK1第805位赖氨酸的去泛素化修饰。
为进一步探究NUP85的治疗潜力,通过虚拟筛选和分子对接发现天然产物罗汉果苷V(MV)可靶向NUP85,CETSA验证了其结合能力(图S17A-D)。10~80 μM的MV对LX-2细胞无毒性,且呈剂量依赖性抑制α-SMA和Col1A1表达(图S17E-G)。在CCl₄诱导的肝纤维化小鼠中,MV灌胃处理可降低血清转氨酶水平、减轻胶原沉积、下调纤维化标志物及ERS标志物(图S18)。为提高靶向性,构建了CREKA肽修饰的PEG化脂质体包载MV(CREKA-Lip/MV),粒径约110 nm,球形均一,可持续释放(图8A-D)。体内成像显示CREKA修饰显著增强脂质体在纤维化肝脏中的富集(图8E)。与游离MV相比,CREKA-Lip/MV更能有效降低血清ALT、AST、ALP及羟脯氨酸含量,减少胶原沉积,下调NUP85及纤维化标志物表达(图8F-L,图S19A-B)。体外实验同样显示CREKA-Lip/MV较游离MV更显著抑制LX-2细胞活化(图S19C-G)。CCK-8及主要器官H&E染色证实其生物安全性良好(图S20)。以上结果表明,CREKA-Lip/MV通过靶向HSCs中的NUP85安全有效地缓解肝纤维化。
本研究揭示了NUP85是肝纤维化的关键驱动因子。NUP85在纤维化肝组织中显著上调,尤其在活化的HSCs中。敲低NUP85可减轻CCl₄和BDL诱导的小鼠肝纤维化,过表达则加剧。机制上,NUP85竞争性结合去泛素化酶USP47,阻断其对ASK1的K63去泛素化,增强ASK1磷酸化及下游JNK/p38信号,诱导内质网应激,促进HSCs活化。靶向NUP85的天然产物罗汉果苷V(MV)可抑制纤维化,而CREKA肽修饰的脂质体递送MV(CREKA-Lip/MV)能靶向活化的HSCs,安全高效地缓解肝纤维化。NUP85-USP47-ASK1轴是肝纤维化治疗的潜在新方向。
徐涛教授课题组长期致力于研究肝脏疾病中的分子机制与药物干预,尤其是在肝脏炎癌转化方面。课题组前期研究成果NUP85在MASH发病中的关键作用及分子机制已发表于Int. J. Biol. Sci. doi: 10.7150/ijbs.92337.徐涛教授,博导,博士后合作导师,铜陵市卫生健康委党组成员副主任(挂职),入选2025年全球前2%顶尖科学家榜单(World's Top 2% Scientists),2025年安徽省青年基金A类项目(原省杰青),2024年安徽省高校杰青项目,安徽省教育厅优秀青年教师培育项目(重点类)、安徽医科大学青年双培工程人才。2019年获得安徽省自然科学奖二等奖,安徽省教学成果一等奖。2020年获得首届安徽医科大学復元科技新星。主持国家自然科学基金,安徽省自然科学基金,安徽省经济发展重大课题,安徽省卫健委软科学研究项目等18项科研项目。发表论文160篇,其中SCI第一作者/通讯作者80余篇,多篇刊登于中科院1区TOP期刊。兼任eGastroenterology 编委,《Oncologie》编委, World Journal of Integrated traditional and western Medicine(WJIM)青年编委,Medicine Advances青年编委,《中国药理学通报》杂志青年编委,《现代药物与临床》杂志青年编委。课题组因发展需要,长期招聘博士及博士后科研人员,热忱欢迎具有肝脏和生物学相关背景,有志于机制探索与药物研究的青年才俊加入,也欢迎本科生和硕士生报考本课题组的研究生。
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