心脏成纤维细胞向肌成纤维细胞转变的显微图像。
心脏成纤维细胞向肌成纤维细胞转变的显微图像。(来源:Leslye Venegas y Danica Jimenez,Wikimedia Commons,CC BY 4.0)(Leslye Venegas y Danica Jimenez / Wikimedia Commons;CC BY 4.0)

同时干预基质感知与促纤维化信号

纤维化中的成纤维细胞既受可溶性信号影响,也会响应周围基质的力学特征。美国团队在 Nature 报道研究,将酪氨酸激酶 SRC 抑制与转化生长因子 β(transforming growth factor β,TGFβ)通路抑制结合,先在成纤维细胞中观察药物作用,再考察工程心脏组织的功能。

研究的人源模型使用诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)来源的心脏成纤维细胞与工程心脏组织。药理比较采用 SRC 抑制剂 saracatinib,并分别与 TGFβ 通路抑制剂 SB431542 或吡非尼酮(pirfenidone)联用。研究比较已经短期或较长时间活化的心脏成纤维细胞,检查单药与联用能否使细胞从持续活化状态向静息状态转变。

两种联用条件均使 α 平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,αSMA)阳性细胞比例明显降低,单药效果有限。saracatinib 还改变细胞形态;只有联用条件同时出现心肌素相关转录因子 A(myocardin-related transcription factor A,MRTF-A)的核内定位下降。作者据此把机械信号和 TGFβ 信号共同作用作为解释。

工程心脏组织提供收缩功能比较

细胞状态发生变化后,研究继续检验更接近组织层级的功能。工程心脏组织(engineered heart tissue)在 TGFβ 刺激后迅速变硬并缩短,研究分别在活化 2 天和 7 天后比较药物反应。

联用使已缩短的组织部分舒展、弹性模量降低,并带来收缩功能的部分恢复。单药处理也被纳入同一比较,但相应变化较小。这一组织层级的结果与二维成纤维细胞实验中联用反应更明显的趋势一致。

作者还报告,联用使肌成纤维细胞的线粒体呼吸与糖酵解水平接近未受刺激的静息成纤维细胞。在该研究的体外条件中,saracatinib 没有对心肌细胞和内皮细胞的存活或功能造成相应负面影响。细胞状态、代谢和组织收缩分别提供了不同层面的药物信息。

两种小鼠模型显示不同的抗纤维化效应

同篇研究还在两种小鼠心脏模型中比较 saracatinib 与吡非尼酮联用。急性心肌梗死模型中,联用的治疗效应较小;在较慢发展的压力负荷模型中,纤维化进展受到抑制,收缩功能部分恢复,单药没有达到同样的功能变化。

这一差别是作者讨论的关键条件:高细胞死亡和炎症水平的急性损伤,与较长时间的纤维化重塑可能需要不同处理策略。压力负荷模型中停药后,部分恢复的功能又有回落,也提示作用是否持久仍需检查。

作者将结果作为同时干预基质感知和促纤维化信号的概念验证。工程组织表明药物比较可以从细胞状态延伸到收缩与刚度,但成熟肌成纤维细胞是否真正逆转、相关蛋白互作如何改变,以及进一步的安全性和脱靶作用,仍是原文明确提出的后续问题。

来源与延伸阅读

  1. Selective inhibition of stromal mechanosensing suppresses cardiac fibrosis. Nature. 2025. doi:10.1038/s41586-025-08945-9 ↗