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肾纖維化是慢性肾病（CKD）的病(bing)理標志(zhi)，以細胞外基質（ECM）過度(du)沉积為特征，最終导致肾脏結構和功能的(de)不可逆衰(shuai)退。其中，TGF-β信號作為核心調控因子，通過激活肌成纖維細胞、誘导(dao)上皮-間質轉化以及經典(dian)型SMAD依赖性通路促進胶原(yuan)合成(cheng)。此外，肝脏作為關键内分(fen)泌器(qi)官，其分(fen)泌的肝因子（hepatokines）可調控远端的全身生理與病(bing)理(li)状態。臨床(chuang)與實驗(yan)證據均表明肝脏與肾脏病理之間存在功能交互：急性肝损伤(shang)或晚期肝硬化常(chang)會誘发肾功能损害，胆管結扎(zha)模型也證(zheng)實肝损伤可导致肾脏损伤，提(ti)示(shi)存在"肝-肾(shen)轴"調(diao)控機(ji)製。然(ran)而，肾纖維(wei)化中(zhong)介导肝-肾(shen)對話的分子介質(zhi)仍未得到充分阐明，鉴定这些肝因子及其作用機製，有望為阻断纖(xian)維化信號網絡揭(jie)示全新的治疗策略。
26年1月，中(zhong)國药科大(da)學劉群/齊煉文團隊(dui)在Nat Commun（IF 15.7）发表了題為“Hepatokine fibrinogen-like protein 1 drives liver-kidney crosstalk to promote renal fibrosis”的研究论文，文章結合轉錄組分析、蛋白組分析、功能遗傳學和药物(wu)干预(yu)，系統揭示了肾纖(xian)維化進程(cheng)中肝-肾(shen)對話的關键内分泌介質(zhi)、潜在分子機(ji)製及候(hou)選药物。研究的发現將FGL1定(ding)位為肝-肾信號交互的核心調控因子(zi)與極具前景的治疗靶點(dian)，為阐明全身性介質與局部纖(xian)維化通路之間的關聯填补了關键空白。
北(bei)京青莲百奥生物科技有限公司為文章提供了(le)蛋白質組學服務。
研究結果
一、整合(he)轉錄組和臨床相關分析確認(ren)FGL1是肝肾通訊的關键(jian)介質(zhi)
為了鉴定(ding)介导肝-肾對話的内(nei)分泌因子(zi)，研究首先建(jian)立單侧輸尿管(guan)梗阻（unilateral ureteral obstruction，UUO）肾纖維化小鼠(shu)模型並(bing)進行RNA測序，其(qi)中的上調肝(gan)因子包括Fgl1、Orm2、Mt2、Saa1和Saa2，qPCR實驗也驗證了这一結果。為(wei)筛選可能易位至肾脏的(de)肝因子，研究表征(zheng)了这些分(fen)子在UUO小鼠肾(shen)脏中(zhong)的表達，其中仅檢(jian)測到FGL1蛋(dan)白水平顯著升高。
随后，文章收集了(le)CKD患者（n=18）和健康對照者（n=18）的血清樣本進一步評(ping)估臨(lin)床相關性，发現CKD患者血(xue)清中(zhong)FGL1蛋(dan)白水平顯著升高，且與肾损(sun)伤標(biao)志物（血尿素(su)氮和肌酐）呈正相關。研(yan)究還基於單細胞轉錄組数據集證實FGL1特异性表(biao)達於肝細胞(bao)，在肾脏細(xi)胞中几乎檢測不到。血液灌(guan)流(liu)實驗也表明，清除血液后肾(shen)組織中(zhong)FGL1水平顯(xian)著降低，这直(zhi)接將(jiang)循環FGL1與肾脏沉积(ji)聯系(xi)起來。生物发光成像則證(zheng)實了在肝細胞特异性(xing)過表達FGL1的UUO小(xiao)鼠中，仅在(zai)损伤肾脏中檢測(ce)到FGL1富集，而其他器官中均未觀察到信號(hao)。这些发(fa)現將FGL1確定為介导(dao)肝-肾(shen)通訊的關键候(hou)選因子。
圖1. 肝因子FGL1在肾(shen)纖維化中顯(xian)著上調
二、功能获(huo)得/缺失實驗證(zheng)實，肝脏(zang)來源的FGL1是(shi)驅(qu)動肾纖維化的關键因子
為了進(jin)一步挖掘FGL1在肝(gan)-肾對話中的作用，研究對雄性小鼠UUO模型進(jin)行肝細胞特异性敲除FGL1，結(jie)果顯示敲(qiao)除改善了小鼠的肾形態學损伤並减少了胶原沉积。免疫學實(shi)驗也證實，FGL1敲除抑製了細胞(bao)外基質(zhi)沉积標志物FN、上皮-間質(zhi)轉(zhuan)化標志物VIMENTIN以及纖維化(hua)因子的表(biao)達。
圖2. 肝細胞特异性(xing)敲除FGL1可减轻UUO誘导的小鼠肾纖(xian)維化
随后，文章通過肝細胞(bao)AAV8-TBG-FGL1過表達進行了功能获得(de)研(yan)究。在UUO模型(xing)小鼠中，肝脏(zang)FGL1過表達加(jia)劇了肾小管擴(kuo)张和胶原沉积，免疫組化、免疫荧光檢(jian)測顯(xian)示COL-I和α-SMA水平同步(bu)升高，說明FGL1過表達進一步(bu)上調了肾脏中纖維化相關蛋白及基因的表達。此外通(tong)過富含重組FGL1的条件(jian)培养HK-2細胞(bao)可(ke)发現，TGF-β誘导的FN、VIMENTIN和PAI-1上調進一步增強，α-SMA水平也(ye)升(sheng)高，說明重組人FGL1蛋白在TGF-β刺激(ji)存在下也產生了類(lei)似效應。
綜上所述，肝細胞特异性(xing)敲除FGL1改善了肾脏形態、减弱胶原沉积，並抑(yi)製了UUO小鼠(shu)模型(xing)中的纖維化標志物。相反，FGL1過度表達加重了肾纖維化。
圖3. 肝細胞特异性FGL1過度表達加劇小鼠UUO誘导的肾纖維(wei)化
三、FGL1與ALK5相互作用並阻止其泛素化
接下來，文章通過蛋白質組學(xue)分(fen)析发現，在FGL1過表(biao)達后的肾脏(zang)中，TGF-β/SMAD信號(hao)通路是富集最顯著的(de)生物學過程，基(ji)於(yu)組學数據和表面等离子共振結果，发現FGL1選(xuan)擇性結合ALK5，且擁(yong)有较強的親和力。生物膜干涉(she)技(ji)術、雙分子荧光互补實驗以(yi)及反向(xiang)免疫共沉淀也都證實了这一點。
圖4. ALK5為肾脏中FGL1的結合受體
随后(hou)結果顯示(shi)，ALK5的蛋白水(shui)平(ping)也受到FGL1的調控，FGL1過表達提高了ALK5的蛋白水平，而對ALK5特异(yi)性抑製處理可阻断FGL1誘导的促纖維化(hua)效應(ying)。通過ALK5泛素化的免疫沉淀分析发現，FGL1過表(biao)達降低(di)了ALK5的(de)泛素(su)化水平，外源(yuan)FGL1预處(chu)理也具有類似的效果。此外SMAD7是TGF-β通路的已(yi)知负調控(kong)因子，通過(guo)竞争性結合ALK5來促進受體的泛素化。WB結果也顯示，FGL1以剂量依赖的方式(shi)抵消(xiao)了SMAD7介导(dao)的ALK5降(jiang)解。
接下來，文章基於数據库筛選和qPCR驗證，確定了調控FGL1的轉錄因子STAT3，其启動子活性呈剂量依(yi)赖性增(zeng)強。炎症反應是UUO小(xiao)鼠肝脏中富集最顯(xian)著的生物學過程之一，ELISA檢測顯示，血清中IL-6、IL-1β和TNF-α等炎(yan)性細胞因子顯著升高(gao)並與循環FGL1蛋白水平呈正(zheng)相關。細胞實驗表明，單独使(shi)用IL-6、IL-1β和TNF-α處理(li)可上調STAT3磷酸(suan)化和FGL1蛋白(bai)水平，而STAT3抑製(zhi)剂能消除炎性細胞因子誘(you)导的FGL1產生(sheng)。上述研究結果證實(shi)了(le)STAT3在FGL1調控中的關键作用。
圖5. FGL1特异性地(di)與ALK5相互作用並(bing)增強ALK5蛋白的稳(wen)定性
四、高通量筛選识別具(ju)有(you)肾纖維化治疗潜力的FGL1抑(yi)製剂
基於抑製(zhi)FGL1在肾纖維化治疗中的潜(qian)在价值，研究通過(guo)荧光(guang)素酶報告基因的高通量筛選，以(yi)尋找FGL1抑(yi)製剂。根(gen)據化合物(wu)抑製FGL1启動子活性超過2倍的能(neng)力，並排除了在細胞中具(ju)有(you)不良ADMET特性（absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity）或細胞毒性的化合物，最(zui)終获得10個候選物。其中，對羟基苯甲醛（p-hydroxybenzaldehyde，PHBA）表現出最強的降低FGL1 mRNA和蛋白水平的能力。PHBA呈剂量依赖性地抑製FGL1启(qi)動子活性和(he)FGL1蛋(dan)白表達，且无肝細(xi)胞毒性。在UUO小(xiao)鼠中，口服(fu)PHBA能有效降低肝脏Fgl1 mRNA水(shui)平(ping)以及血清中FGL1蛋白(bai)水平。因(yin)此，PHBA减轻了肾纖維(wei)化表(biao)型，並顯著抑製了纖維(wei)化相關蛋白和基因的表達(da)。
圖6. 筛(shai)選並驗證對羟基苯甲醛作(zuo)為肝細胞FGL1轉錄下調因子的(de)作用
同時，研究還評估了一種针對FGL1的單克隆抗體(ti)（anti-FGL1 mAb）的治疗效果。在UUO小鼠模型中腹腔注(zhu)射抗FGL1單抗后，血清FGL1水平降低，肾损伤及胶原沉积得到缓解(jie)，这一結果通過形態學觀察、HE和Masson染色均得以證實。抗FGL1單抗還抑製了(le)肾脏中纖維(wei)化相關蛋白和基因的表達。这些发現確立了FGL1作為致病性肝肾交叉(cha)反應的關(guan)键介質，並強調(diao)了针對肾纖維化中器(qi)官-器官網絡的治疗策略。
圖7. 针對FGL1的中和抗體可缓解小鼠UUO誘导的肾纖維(wei)化
文章結论
本研(yan)究揭(jie)示了FGL1作(zuo)為關键肝因子，在肾纖維化中介导了致病的肝-肾(shen)對話。肾损伤會引发全身性炎症反應，激活STAT3信號(hao)通(tong)路，進(jin)而在轉錄水平上調肝脏中FGL1的表達(da)。值得注意的是，FGL1會選擇性地(di)在纖維化肾脏(zang)中积累，並通過(guo)與ALK5結(jie)合(he)，阻断(duan)其泛(fan)素化降解，从而稳定並增強TGF-β信號的(de)傳导。通過小分(fen)子抑製剂或(huo)抗FGL1單克隆(long)抗體(ti)靶向FGL1，以破坏这種器官間(jian)網絡(luo)，可能為慢性(xing)肾病的治疗带來新的方向。
參考文献
Wu WH, Zhu LZ, Liu K, Cao L, Fan YM, Zhou P, Zhang Y, Ma G, Liu JF, Liu BL, Qi LW, Liu Q. Hepatokine fibrinogen-like protein 1 drives liver-kidney crosstalk to promote renal fibrosis. Nat Commun. 2026 Jan 9;17(1):1453.
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