肺纤维化是一种严重的进行性肺部疾病,通常伴随着过量的细胞外基质(ECM)沉积,导致肺功能逐渐丧失。现有的治疗方法,如吡非尼酮和尼达尼布,虽然能缓解症状,但无法逆转疾病进程。因此,寻找新的治疗策略,尤其是那些能促进肺泡再生的方案,是当前研究的重点。

Wnt/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)信号通路是组织再生的重要驱动力,特别是在肺泡上皮干细胞(AT2细胞)再生中发挥着核心作用。然而,长期的Wnt信号激活会导致成纤维细胞增殖和纤维化,甚至有致癌风险。因此,实现短暂且特异性的Wnt信号激活,是治疗肺纤维化的关键。

近日,上海科技大学生命科学与技术学院席莹教授团队在Molecular Therapy杂志(IF=12.4)发表题为“CasRx-based Wnt activation promotes alveolar regeneration while ameliorating pulmonary fibrosis in a mouse model of lung injury”的研究论文。报道了一种基于CasRx的基因编辑系统,可靶向降解Wnt信号的负调控因子Axin1和Axin2,从而激活Wnt信号通路。实验结果表明,CasRx介导的Wnt激活不仅促进了AT2细胞的增殖,还在博来霉素诱导的肺纤维化模型中表现出显著的抗纤维化效果。

 

01、CasRx系统选择性激活肺上皮中的Wnt信号

实验用腺相关病毒6型(AAV6)载体递送CasRx系统,特异性靶向肺上皮细胞。结果显示,CasRx系统有效敲低了Wnt信号的负调控因子Axin1和Axin2,从而显著激活了Wnt/β-catenin信号通路。
 

02、激活Wnt促进AT2细胞的增殖和再生

研究表明,CasRx介导的Wnt激活不仅能够促进体外培养的肺泡类器官形成,还在小鼠体内显著增加了受损肺泡区域AT2细胞的增殖和分化,进一步恢复了肺泡结构(图1)。

图1  CasRx介导的Wnt激活促进了博来霉素损伤后的AT2细胞增殖

 

03、激活Wnt可有效抑制博来霉素诱导的肺纤维化

在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中,CasRx介导的Wnt激活抑制了关键纤维化基因(如Collagen和Fibronectin)的表达,减少了成纤维细胞积累,并显著降低了肺纤维化的严重程度(图2)。

图2  肺上皮特异性Wnt激活可改善博来霉素诱导的肺纤维化

 

 长期安全性评估
研究团队对小鼠进行了为期12个月的观察,结果显示CasRx系统的Wnt激活没有引发显著的毒性反应,也没有导致肿瘤形成,表明该策略具有较好的安全性。
本研究展示了一种基于CasRx的创新治疗策略,通过在肺上皮中特异性、可逆性地激活Wnt信号,成功实现了肺泡再生并有效缓解了小鼠肺纤维化的进展。该技术为肺纤维化的再生治疗提供了新的思路,同时在其他急性和慢性肺损伤疾病的治疗中也展现出潜在的应用前景。派真生物有幸为本研究提供了AAV病毒包装服务,助力肺纤维化研究。派真CRO&CDMO一站式服务平台,可提供从基因合成、载体构建,到病毒包装的整体解决方案,全面支持您的基因编辑研究。我们还提供多种现货AAV产品。
 
本篇文章AAV的导入方式:

实验动物 8-12周龄C57BL6小鼠, Ai9小鼠
血清型 AAV6, AAV5, AAV9
启动子 CMV, U6
注射方式 气管内注射
注射剂量 1 x 10^11 vg,总体积50μL
检测时间 感染后4周