慢性肾脏病（CKD）影响全球约10%的人口，肾纤维化是其核心病理特征。近端肾小管细胞（PTCs）是纤维化的主要启动细胞，受损后通过分泌炎症因子及上皮-间质转化（EMT）促进肾功能下降。近年研究发现，PTCs衰老及其分泌表型（SASP）可驱动纤维化，但机制不明。胰岛素样生长因子结合蛋白6（IGFBP6）在CKD患者血清中显著升高且与肾小球滤过率负相关，提示其参与肾纤维化，但确切功能仍有待阐明。

近日，安徽医科大学的王伟、孟晓明与庾聚涛联合开展系列研究，在《Advanced Science》发表题为《Renal IGFBP6 Interacts With THBS1 to Drive Renal Cellular Senescence and Fibrosis》的论文。该研究首次揭示IGFBP6是驱动肾纤维化的关键因子。机制上，IGFBP6发挥“分子支架”作用，通过与THBS1结合阻断其泛素化降解，进而持续激活THBS1-CD47通路，诱导肾小管上皮细胞衰老及成纤维细胞活化，而基因干预或中和抗体抑制IGFBP6均可缓解这一过程，提示靶向IGFBP6/THBS1/CD47轴有望成为对抗慢性肾损伤的新型干预策略。

基于临床样本与动物模型，研究实验表明，CKD患者肾组织和血清中IGFBP6水平升高，且与eGFR呈负相关。在UUO和IRI-14d诱导的肾纤维化小鼠模型中，IGFBP6表达和分泌均显著增加，并主要定位于肾小管。TGF-β1刺激下，上皮细胞和成纤维细胞中IGFBP6呈浓度依赖性上调。机制上，MLL1/WDR5复合物介导的H3K4me3修饰促进了IGFBP6的转录激活。综上，IGFBP6是肾小管间质纤维化进展的持续性生物标志物。（图1）

图1 | 慢性肾脏病中H3K4me3的激活导致IGFBP6表达增加

研究者通过体内实验系统阐明了IGFBP6在肾纤维化中的促进作用。全身性IGFBP6敲除（KO）小鼠在UUO和IRI诱导的肾纤维化模型中，胶原沉积与纤维化标志物均显著减少；肾小管条件性敲除（cKO）小鼠在UUO、IRI-14d和腺嘌呤三种模型中同样表现出纤维化改善，COL-1、αSMA及VIM表达降低。相反，在KO小鼠中通过AAV恢复IGFBP6表达后，UUO诱导的纤维化程度进一步加剧。综上，IGFBP6能够促进肾纤维化进展，其作用涉及上皮细胞损伤与肌成纤维细胞活化。（图2）

图2 | IGFBP6促进肾纤维化

为探究IGFBP6在TGF-β1刺激下对肾小管上皮细胞和成纤维细胞纤维化进程的影响及其自分泌/旁分泌作用机制，本研究在mTECs和NRK-49F细胞中沉默或过表达IGFBP6，检测纤维化标志物变化。ELISA检测显示，TGF-β1刺激后上皮细胞IGFBP6分泌率显著高于成纤维细胞。用过表达IGFBP6的上皮细胞条件培养基刺激成纤维细胞，可上调α-SMA表达；直接添加重组IGFBP6蛋白则以浓度依赖方式上调COL-1和α-SMA。结果表明，TGF-β1刺激迅速增加上皮细胞中IGFBP6的表达和分泌，通过自分泌和旁分泌方式促进上皮细胞和成纤维细胞的纤维化信号传导，最终加剧整体肾纤维化。（图3）

图3 体外沉默/过表达IGFBP6减轻/加剧肾小管上皮细胞与成纤维细胞的纤维化反应

本研究对过表达IGFBP6的mTEC细胞进行RNA-seq分析，发现2059个差异表达基因，KEGG和GSEA结果显示IGFBP6与细胞周期及DNA修复通路呈负相关，与炎症信号通路呈正相关。SA-β-gal染色和γH2AX检测表明，沉默IGFBP6可减轻TGF-β1诱导的细胞衰老，过表达IGFBP6则增强SASP相关炎症因子表达。在IGFBP6条件性敲除小鼠的UUO和IRI-14d模型中，p16INK4a阳性细胞等衰老标志物显著减少。综上，IGFBP6可能作为细胞衰老的关键促进因子参与肾纤维化发展。（图4）

图4 | IGFBP6促进细胞衰老

研究者通过质谱分析发现THBS1为IGFBP6在TGF-β1诱导的HK2细胞中的强候选互作蛋白。Co-IP实验证实二者在体外和体内的结合增强，分子对接及截短突变体实验进一步确定IGFBP6的TY超家族结构域为THBS1的主要结合位点。机制上，IGFBP6过表达减少THBS1的泛素化，沉默则增加泛素化；经预测和验证，E3泛素连接酶NEDD4介导THBS1泛素化，而IGFBP6通过与THBS1结合抑制NEDD4与THBS1的相互作用，从而稳定THBS1蛋白水平。综上，IGFBP6通过TY结构域结合THBS1并拮抗其NEDD4介导的泛素化降解，这可能是其促进肾脏衰老和纤维化的重要机制。（图5）

图5 | IGFBP6与THBS1结合并通过拮抗E3泛素连接酶NEDD4抑制其泛素化降解

为探究THBS1在IGFBP6驱动的肾纤维化与衰老中的作用，本研究在体内外分别沉默或过表达THBS1，证实THBS1沉默可显著减轻UUO诱导的纤维化与衰老，过表达则加剧。在过表达IGFBP6的细胞中沉默THBS1，可缓解IGFBP6诱导的衰老和纤维化，表明THBS1是IGFBP6的关键下游介质。通过比较CD47与CD36的作用，确定CD47为介导该信号的主要受体。Co-IP实验证实THBS1与CD47在纤维化肾组织中直接相互作用，且IGFBP6过表达可增强这一结合。在沉默THBS1或IGFBP6的细胞中过表达CD47，可恢复细胞衰老水平。综上，IGFBP6通过增强THBS1与CD47的相互作用来驱动肾小管上皮细胞衰老，促进肾纤维化进展。（图6）

图6 | IGFBP6通过促进THBS1与受体CD47结合来诱导细胞衰老和肾纤维化

为评估靶向IGFBP6作为肾纤维化治疗策略的可行性，本研究在体外和体内分别验证了抗IGFBP6中和抗体的治疗效果。体外实验中，抗IGFBP6抗体显著降低TGF-β1诱导的mTECs和NIH-3T3细胞中α-SMA和COL-1水平。体内实验中，在UUO和IRI诱导的肾纤维化小鼠模型中给予抗IGFBP6单克隆抗体，Masson三色染色、SA-β-gal染色和IHC结果显示肾损伤、细胞衰老和纤维化均显著减轻。主要脏器HE染色未见明显毒副作用。综上，靶向IGFBP6的中和抗体治疗在肾纤维化中展现出良好的安全性和治疗潜力。（图7）

图7 | 抗IGFBP6治疗可降低慢性肾损伤中的纤维化和衰老水平